增材制造將徹底改變新組件的設(shè)計(jì)和外觀，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以提升零件和系統(tǒng)的性能，由此3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有了廣泛運(yùn)用。下面e鍵打?。╡jdyin.com）小編為您揭秘工業(yè)強(qiáng)國(guó)德國(guó)有哪些成功的3D打印技術(shù)。

　　圖片：利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的氣體排放前角

    增材制造的方法來(lái)生產(chǎn)金屬零部件并不僅僅意味著從數(shù)字模型到原型的捷徑，更重要的是增材制造帶來(lái)了前所未有的設(shè)計(jì)自由度，使得工程師們可以在一個(gè)前所未有的高度上自由實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)想法，從輕量化零部件到功能件集成化再到仿生與人體工學(xué)設(shè)計(jì)組件。

　　圖片：輕量化翼片的一次性制造

　　通過(guò)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)，包括計(jì)算流體力學(xué)，有限元等數(shù)值分析工具，以及應(yīng)用程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，將設(shè)計(jì)的真正潛力激發(fā)出來(lái)，通過(guò)增材制造方式得到充分利用。增材制造已經(jīng)可以生產(chǎn)安全的復(fù)雜的技術(shù)型零部件，而且通常這些復(fù)雜的零部件不可能通過(guò)其他傳統(tǒng)的方式生產(chǎn)出來(lái)。

　　雖然現(xiàn)實(shí)情況是，由于材料的昂貴和其他方面的因素，增材制造的這一的潛力優(yōu)勢(shì)還沒(méi)有完全達(dá)到設(shè)計(jì)師和工程師將其商業(yè)化的地步，但是我們離驚呼“wow”的這一天已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

　　圖片：轉(zhuǎn)子和葉片組合的一次性制造，資料來(lái)源：

增材制造產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期

　　增材制造的真正潛力在于產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化，而這些新的、創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案和解決方案可以得到的好處也是顯而易見(jiàn)的，那就是幫助企業(yè)從競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

-設(shè)計(jì)階段

　　把增材制造用于原型制造的好處是顯而易見(jiàn)的，而當(dāng)設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到將增材制造作為一種生產(chǎn)方式給我們打開(kāi)了另一個(gè)思維視角，從設(shè)計(jì)過(guò)程開(kāi)始，可以考慮生產(chǎn)的限制，從而就避免了長(zhǎng)期的優(yōu)化產(chǎn)品的過(guò)程。另外，這樣在產(chǎn)品誕生的設(shè)計(jì)初期就> 可以對(duì)其性能，效率進(jìn)行不斷的分析和優(yōu)化。這有助于識(shí)別和修正早期的設(shè)計(jì)缺陷，并有助于保持專注于開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。

　　圖片：可運(yùn)動(dòng)的連結(jié)件的一次性制造，資料來(lái)源：Concept laser GmbH

－產(chǎn)品投放階段

　　舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，如果通過(guò)傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的1000個(gè)產(chǎn)品要投放市場(chǎng)，他們的單件成本要低于增材制造方式的成本，然而，如果是100個(gè)產(chǎn)品要投入市場(chǎng)，這時(shí)候，極有可能，增材制造的單件成本比傳統(tǒng)方式的低，因?yàn)槊馊チ酥圃鞙?zhǔn)備的大量配置和準(zhǔn)備費(fèi)用。并且當(dāng)發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品有任何需要調(diào)整的地方的時(shí)候，通過(guò)增材制造可以馬上修改和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這種靈活性在小批量訂單方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。

－批量生產(chǎn)

　　目前，通過(guò)增材制造技術(shù)來(lái)大批量生產(chǎn)簡(jiǎn)單的零部件顯然是不具備優(yōu)勢(shì)的，然而，考慮到增材制造減少了對(duì)上游供貨商的依賴，可以實(shí)現(xiàn)安需生產(chǎn)，減少庫(kù)存，減少組裝等等這些綜合優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)復(fù)雜的零部件上是具備優(yōu)勢(shì)的，典型案例例如GE通過(guò)增材制造來(lái)生產(chǎn)噴油嘴。

探索增材制造潛能

　　我們還處于增材制造的初期階段，因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)跟我們以往的技術(shù)差異太大了，我們需要時(shí)間來(lái)習(xí)慣和消化它的差異化，我們需要時(shí)間來(lái)重新考慮我們生產(chǎn)產(chǎn)品的方式和商務(wù)模式。

　　圖片：帶散熱孔的殼體與渦旋式噴嘴的一次性制造

－確定合適的項(xiàng)目

　　通常大家的目光都局限在單個(gè)零件的生產(chǎn)上，但增材制造的潛力是可以將多個(gè)零件組成的零件一次性完成，不需要組裝，這樣極大的壓縮了生產(chǎn)流程，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理。所以，我們需要從產(chǎn)品的整個(gè)生命周期角度上考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

　　圖片：設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮增材制造過(guò)程中支撐物去除的可能性，如果的角度設(shè)計(jì)。

－零部件開(kāi)發(fā)

　　拓?fù)鋬?yōu)化軟件在零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)中扮演了重要角色，然而，這些軟件智能提供設(shè)計(jì)流程的支持，而不能代替設(shè)計(jì)工程師，為了開(kāi)發(fā)最好的產(chǎn)品理念，設(shè)計(jì)工程師必須考慮更多的因素，包括機(jī)械應(yīng)力，其他一些影響如氣動(dòng)效應(yīng)，振動(dòng)，固有頻率測(cè)量?jī)x器，冷卻的需求等等。

優(yōu)化設(shè)計(jì)以適應(yīng)增材制造

　　現(xiàn)有的設(shè)計(jì)軟件并不能充分的實(shí)現(xiàn)探索增材制造優(yōu)化設(shè)計(jì)的潛力，那些復(fù)雜的幾何形狀，輕量化結(jié)構(gòu)以及散熱孔都需要較高的設(shè)計(jì)能力來(lái)駕馭。

　　隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展，更多的新材料、新技術(shù)會(huì)涌現(xiàn)出來(lái)，到時(shí)候，更多的優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)，從而帶來(lái)一系列的創(chuàng)新產(chǎn)品，這是每位工程師的努力方向。