Marc Saunders
  
雷尼紹全球解決方案中心總監，負責增材製造（zào）（金屬3D打印）應（yīng）用的普及

       人人都在談論3D打印技（jì）術將如（rú）何改變目（mù）前的製（zhì）造環境（jìng），這項技術也成為了工業4.0創新浪潮的一部分，人們希望它能夠徹（chè）底變革現有的生產方式。這或許有（yǒu）點誇張，但增材製造 (AM) 確實昭示著生產力的巨大革新。 
  
       增材製造在每個行業的應用步伐（fá）取決於行業自身的特點 — 例如監管水平 — 以及現有及潛在的業界客戶對創新和風險所持的（de）態（tài）度。毫（háo）無（wú）疑問，製造業市場蘊含著（zhe）巨大的變革機會。但問題是，當機遇來臨時，您如何讓自己的企業（yè）立於不敗（bài）之地？
  
       最（zuì）好先思考一下，增材製造會給市場帶來什（shí）麽樣（yàng）的本質（zhì）性改變（biàn），而您（nín）希望如何應用這技（jì）術來增強您的（de）競（jìng）爭力。階梯模型簡要介紹了應（yīng）用增材製（zhì）造的不同階段：

        
  
       增材製（zhì）造（zào）的生產效益
  
       應用增材製造可能獲得的（de）各（gè）種效益，包括（kuò）在（zài）產品製造過程中累積（jī）的生產效益，以及在產品投入使用之後累積的長期效（xiào）益。沿階梯上行時，在新產品設計和驗證方麵的投入，及新製造工藝方麵的投入都會上升，但獲得的效益也會隨之增加：
  
       
    
       增材製造帶來的效益會隨著階梯的爬（pá）升而提（tí）高，因為能夠更多（duō）地利用到它所具有的（de）獨（dú）特功能（néng）。這些功能應用越多，增材製造產品就越具有創新（xīn）性和突破性，價值（zhí）也越（yuè）大（dà）。

       那麽這有（yǒu）什麽實踐意義呢？您可以逐步應（yīng）用哪些功（gōng）能？接下來將重點（diǎn）介紹增材製造在階梯模型的四級台階您可以發揮（huī）的功能。本篇先介紹第一個台階0。
  
       台階0—快速原型製造和加工
  
       這通常是許多（duō）公司開始（shǐ）應用增材製造的（de）起點，即快速製造（zào）模型和工具，此時的產（chǎn）品設計尚未定型。在這一級台階，有（yǒu）兩個增材製造功能可發揮作用：
  
       a. 可重複的數控加工
  
       增材製造（zào）是一（yī）種高度自動化的過程，在裝填好粉倉並啟動激光之（zhī）後，整個（gè）加工過程便無需（xū）任何人工幹預。因（yīn）此，它可替代傳統的加工流程，提高生產成本效益，而加（jiā）工結果的精度和可預測性也（yě）更好。增材製造（zào）在口腔領域的應（yīng）用就是很好的例子（zǐ），手工製作的模型被采用數字化設計並自動加工出的植入體替（tì）代。這是增材製（zhì）造的內在特（tè）性，在階梯的所有階段都能獲得這些效（xiào）益。
    
      
    
        b. 隨形冷卻
  
       這是一個可以成功應用於模具製造的複雜功能。隨形冷卻（què）需要根據零件輪廓構建冷卻液通道，確保快速均勻的熱量傳遞。通道本身應設（shè）計成具（jù）有（yǒu）流暢（chàng）的圓角，可避免冷卻液滯留而導致腐蝕，同時確保（bǎo）冷卻液能以較（jiào）小壓（yā）降順暢（chàng）流動。可（kě）將多條冷卻液（yè）通道設計（jì）到一個複雜模（mó）具中（zhōng），每條長度相同，確保均勻冷（lěng）卻。最終生產（chǎn）出的模具製造（zào）周期短、使用壽命長。
 
  
       
    
       也可將隨（suí）形冷卻功（gōng）能應用到（dào）產品本身，但這需要更改（gǎi）產品設計，在應用階梯模型中屬於最高一級台階了。
  
       台階1 — 直接零件（jiàn）替換
  
       我們在階（jiē）梯模型中向上移動一級，來到零件製造階段，但這僅是對現有零件的複製。這裏（lǐ）隻有製造工序發生變化，而零件的幾何形狀並未發生改變。這個階段可實現增材製造的（de）另外兩個（gè）功能：

       a. 近淨成型製（zhì）造
  
       相較於切削式加工方法（fǎ），增材製造的一個重要特性是，材料浪費（fèi）非常少。我們要考慮批量生產，那麽單位浪費率就變得十分重要。
  
       在（zài）航空航天領域，BTF比率（原材料與成品（pǐn）零件之間的重量比值）是衡量加工效率的（de）一個關鍵指標 — 在生產過程中，有多少原材料成為了切屑？增材製造是一種“近淨成型”工序，盡管通常仍需要一些後處理操（cāo）作（zuò），用於（yú）確保成型體成功的必要支撐（chēng）結（jié）構也（yě）屬於一種材料（liào）浪費。增材製造並非完美無瑕，但它帶來的優（yōu）勢卻極具吸引力，GKN Aerospace就是一個例子：
  
       
  
       b. 本（běn）地化生產
  
       增材製造無需模具，能（néng）消除與（yǔ）模具製造相關的高昂固定成本，有助於提高小規模製造企業的（de）經濟效益 —即使是一家小型（xíng）企業，也能獲（huò）得成本競爭優（yōu）勢，同時憑借臨近客戶的（de）便利（lì）性，可提（tí）供更優質的服（fú）務（wù）。可借此機會革新現有供應鏈，或改造（zào）現有（yǒu）供應鏈以提高響應速度。
    
    
       上（shàng）部（bù）曲（qǔ）總（zǒng）結
    
       本部分介紹了在增材製（zhì）造應用階梯（tī）模型的前兩級台階（jiē）中增材製造的一些基本功能。下一分將完整介紹階梯模型的剩餘台階，深入探討一些更加高級的增材製造（zào）特性。
  
       
  
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