3D打印加快了设计周期

模型制作长期以来一直是设计过程的一个要素。但传统模型制作技术的时间和费用一直限制其使用。最近，引入了新的快速原型技术，扩展了模型的使用。现在，一种称为“3D打印”的快速原型制作方法进一步扩展了模型制作作为设计过程不可或缺的组成部分，通过以更低的成本更快地生成模型。传统的模型制作技术。传统的，低端的生成模型的方法涉及由熟练的模型制造者解释2D绘图。这些方法包括：

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虽然这些方法的成本可能高达生产3D打印部件的两倍，但是它们具有不需要3D CAD文件的优势，因为模型制造商可以简单地解释在餐巾纸上潦草绘制的草图。然而，最终，这个属性变成了一个缺点，因为设计随后会受到解释和模型制造者的潜在错误 - 物理模型不一定代表CAD数据，因此可能无法代表将要生产的实际设计。

高端快速原型设计。快速原型制作(RP)指的是任何添加方法 - 其中构建零件，而不是直接从CAD文件制造零件。这有利于形成一个固有的CAD设计部件。高端RP已经使用了十多年，并且已经被许多公司用于设计周期的后期阶段。但是，该设备的成本为100,000至800,000美元。此外，还需要广泛的培训和专业知识，这些过程是劳动密集型的，材料和持续维护都很昂贵。

3D打印。3D打印是一种较便宜的RP方法，通常更快。3D打印的本质在于它使设计师能够更好地访问模型，从而可以自由地制作更多模型。这种可访问性来自其高速，低成本和易用性。

速度是设计周期早期阶段最重要的标准，因为设计过程不能停止等待。需要超过几个小时才能生产的模型在完成之前就已经过时了。3D打印所产生的每个型号的总成本足够低 - 手持部件只需几美元 - 设计师不会禁止在给定项目上制作三十个迭代设计模型。

这些模型与纸质打印输出一样，可以在办公室内打印，因此工程师不依赖第三方来制作零件。

何时使用3D打印。从3D CAD文件完成的第一刻起就可以使用3D打印。由于设计的每次迭代都可以产生新的3D打印模型，因此设计打样变得更加简单和方便。作为一种交流手段，3D打印模型可以为设计师，工程师，营销人员，客户，经理或制造人员提供共同的交流媒介。模型对于外观审查以及形状和适合度的评估也很有价值。

该方法对于可视化具有复杂几何形状的零件非常有用。人体工程学测试提升到更高的标准;人体工程学在计算机屏幕上会令人难以置信地误导，并立即通过3D模型进行验证。这些物理模型可以测试形状，装配，甚至空气流动。最后，模型可用于早期功能原型或二次加工，如铸造和成型。结果是改善了沟通，减少了错误并改进了设计。

何时不使用3D打印。3D打印不会紧密复制最终产品的最终材料属性。如果您的最终产品是金属或需要卡扣，最好采用其他形式的RP或CNC。

选择3D打印技术。许多公司提供3D打印服务，包括3D Systems(Valencia，CA)，Stratasys(Eden Prairie，MN)和Z Corporation(Burlington，MA)，因此您的首选是使用服务机构还是购买自己的设备。

使用服务机构时，周转时间将更多地取决于当前的机器容量而不是每种技术的固有速度。购买设备时，使用不同的技术运行您自己的产品设计的代表性文件的定时基准是有帮助的。

评估易用性的最佳方法是与该技术的用户交谈，并请求供应商提供参考。如果您正在调查的流程需要支持结构，请确保在做出购买决策之前测试删除支持结构的过程。

在评估零件质量时，请考虑以下属性：零件强度，精度，分辨率和表面光洁度。确保您拥有自己的各种技术设计原型，因为不同的技术具有不同的能力来复制复杂的几何特征，薄壁或大或小比例的部分。如果您计划在会议中处理部件或通过邮件发送它们，那么一些粗略的处理或跌落测试可能是个好主意。此外，不仅要考虑从3D打印机中移除零件的质量，还要考虑进一步完成零件以提高零件质量的能力。例如，能够模拟注塑成型塑料部件以获得关于重要贸易展览中新产品引入的反馈可能是有用的。

二次加工是指使用3D打印模型随后用作熔模铸造，砂型铸造，RTV模塑和类似工艺的图案。虽然明显超出了快速草案建模概念的范围，但某些技术非常适合这些应用。

3D

打印

的成本使用初始投资，利用率预测，材料和人工，可以轻松计算每个模型的总成本。这些假设可能会有所不同，具体取决于零件复杂性，所需零件质量等因素，以及所使用的CNC材料(如Ren，黄色泡沫，ABS)。

转换为STL文件

。为了利用RP，必须将设计从3D CAD系统导出为STL文件格式。STL是所有快速原型设备的事实上的标准文件格式，并通过用大量小三角形覆盖实体模型的近似表面。保持文件大小的一个好方法是将文件保存为二进制STL，并使用所需的最小三角形数来获得可接受的精度。

为您的组织带来3D打印。当您的下一个设计项目的CAD文件完成后，导出STL文件并通过3D打印机，服务局或3D打印机供应商将其通过电子邮件发送给同事。然后将3D打印的零件带到您的设计审查会议中，并查看它与纸张或CAD计划相比如何更改流程。请记住，3D打印最显着的优点是速度快，成本低，使用第三方供应商时会丢失这些功能。服务机构的报价因使用的特定3D打印设备，零件复杂性和任何装修要求而异。

对设计周期的影响。3D打印为设计周期带来了各种变化。设计师自己可以进行设计验证和错误检测，但也可以增强他们与他人的沟通。

总的来说，可以有更多的设计迭代，更多的替代设计可能性的实验，以及更少的早期修复概念的推动。设计师对替代概念的争论可以更容易解决，因为模型将提供答案。

通过对每个提议的设计变更提供几乎即时的反馈，3D打印允许设计人员以更快的速度进行更多的设计迭代。通过改善工程组之间的沟通以及营销部门和潜在客户的反馈，3D打印可以带来更好的产品设计。它比获得物理模型的任何其他方法便宜，最终可以导致早期检测到制造设计中潜在的昂贵缺陷。