您好,欢迎访问福模网
注册 | 登录 咨询电话:400-918-3188

模具百科

3D打印技术在产品设计领域应用的优势

发布时间:2019.07.26 来源:福模网 浏览次数:171


近年来,3D打印技术已经成为一种潮流和热门话题,并在产品设计,特别是数字化产品模型制造领域的应用等方面发挥着越来越重要的作用。其是一种快速成形技术(rapidprototyping),以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,并通过逐层打印的方式来构造物体。3D打印机是一种可以“打印”出真实的3D物体的设备,比如打印机器人、玩具车、各种模型,甚至是食物等。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金和橡胶类。
1、3D打印的现状和发展瓶颈
设计新的商品,3D打印技术的设计的运用逐渐给工业商品的设计生产职员构建了一类全新的商品开发方法。3D打印技术的应用可以更加直接、精准、告诉地把设计想法逐渐转变成有着诸多功能的实物样品(模型),这样不但能够使开发的时间减少,同时还能够使开发费用逐渐减少,也让公司能够抢占主要机会在竞争激烈的市场环境中。
说到打印机,相信很多人想到的是打印照片、文档等等一些平面打印,但您能想象,有这样一种打印机,不但可以打印手机、打印家具、打印房子,甚至还能打印出来一个“你”吗,这不是天方夜谭,这是一种新型的技术-3D打印。3D打印运用的是添加剂制作技能,其核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合。比如:3D打印就像是糖画一样的生产工序,把糖熬化成液体之后,按照你想要的形状作画,3D打印技术就是这样,把塑料丝融化后一层层挤出发丝般的材料叠加起来最后成型。之所以称之为“打印机”是由于分层加工的过程与喷墨打印十分相似,与传统打印机最大的差异在于它运用的“墨水”是实实在在的原材料。时下,食品、玩具、服装、艺术品、交通工具、人造假体、房子都可以打印。据说国外打印出来的飞机已经在天上飞,汽车在路上跑,步枪还发射了多发子弹。哪一天,我们的小朋友如果要想一件新玩具,想换一只新杯子,也许你就不用去商店购买,而是可以利用家用3D打印机打出来就可以了。
不过3D打印不像我们普通打印那么方便哦,它主要分为三步:第一步,创建你的想法。先用三维软件,如Rhino3D、proe、3dMax、CAD、UG、Soliwork,,把你的想法绘制成模型数据,然后导出STL文件,然后使用专业切片软件,把数据模型转化成3D打印能读懂的G代码文件。第二步,打印你的3D模型。将G文件导入到专用的打印机驱动软件,然后给喷头加热,开始打印。第三步,去除支架材料。取出打印完成的模型,去除支架材料多余部分,然后再进行加工,这样精美的模型就完成了。现在只是3D打印技术的产业化初级阶段,未来3-5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期。国内3D行业统一了抱团发展的思想,未来3年内有望达到百亿产值。而市场缺口打开后,国内3D打印技术市场规模将保持至少一倍以上的增长速度,有可能成为世界3D打印的中心。在不久的将来,3D打印机将像电脑一样改变着大家的生活。
2、三维打印的制造过程及关键技术
三维打印(3DP)技术是快速成形技术研究的一种新技术,最早是由美国麻省理工学院EmanualSa-chs等人开发的,改变了传统的零件设计模式,真正实现了由概念设计向模型设计的转变。它是以三维模型几何设计为基础的先进制造工艺,把已获得的零件三维数字模型先进行离散化,然后按照数字积分的思路进行逐层加工,其成型过程如图1所示、工艺原理如图2所示。
3、在产品设计领域应用的优势
3.1、3D打印拓展了设计人员的想象空间
在后工业时代,每个人都是设计师,传统的设计师不再依靠自己的力量独立设计,而是扮演设计组织者的角色,组织有效的设计平台。3D打印是由计算机通过三维软件进行模型建造,并以STL的文件格式传输至3D打印机,3D打印机识别到片层截面,并完成文件输出。截面是由多个三角形面来模拟所设计的物品的表面形态,三角形面越小,物体打印的越精细。此外,VRML、WRL也是经常被使用的输入文件格式。设计师能够专注于产品形态创意和功能创新,即所谓“设计即生产”。设计师对产品形态的创作将更加挥洒自如,这是传统产品设计、手板模型制作等流程难以企及的。
3.2、3D打印技术缩短了设计时间
通过应用3D打印技术,工业设计中的绘图和模型制作这两个工序得到了简化,整个工业设计的时间得到了有效缩短,对提高工业设计质量,推动工业设计发展具有重要作用。基于这一现实应用,3D打印技术对缩短工业设计时间,提升工业设计水平产生了重要影响。为此,我们要认识到3D打印技术对工业设计时间的优化和影响。
3.3、3D打印技术转变了设计理念
工业设计是企业发展的先导,工业设计水平的高低决定了企业的发展质量。从这一角度出发,3D打印技术的出现和应用,对工业设计理念的转变,推动工业设计理念的创新具有重要的促进作用。由此可见,在工业设计过程中,3D打印技术的应用对转变工业设计理念产生了积极影响。
3.4、3D打印转变了产品设计的模式
随着时代的进步,传统的生产方式也在尝试着做出一些改变,出现了一种新的生产模式-大规模定制生产:这是一种让消费者感受到产品多样化的生产方式。其产品设计模式的核心是尽可能地减少产品内部多样化、增加产品的外部多样化。可以看出,其本质依然是专业设计师主导的自上而下的产品设计,多样性也仅仅表现在一些无关痛痒的方面。
当3D打印机不再只是专业的产品设计师制作手板模型的工具,而变成了大众都可以使用甚至拥有的桌面制造工具时,产品设计的模式将发生改变。
我们已经可以看到,在设计行业中,一些对重资产依赖较轻或者可以低成本获得重资产的设计领域已经产生了更适应信息时代的设计模式。
3.5、3D打印缩短了产品设计到成型的周期
当前,消费者对新奇产品的需要和渴望远远大于过去,3D打印等数码技术可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味,设计师可以通过互联网这个开源平台进行设计,注重利基产品的开发和生产,进入产品和经营的长尾时代。3D打印更适合一些小规模制造,尤其是高端定制产品,比如零部件制造。虽然当前打印制造材料仍然以塑料为主,但金属材料肯定会在未来被运用到3D打印中来。可以预见,该技术将会在未来得到越来越广泛的应用。
3.6、3D打印节省产品设计研发的成本市场
需要产品以最快的速度更新换代,但新产品生产出来后,若没有销路,则得不偿失。开发一副模具要几十万,甚至几百万,而利用3D打印技术,可以把产品先开发出来,如果该产品符合技术要求和市场需求,再进行模具开发,并进行进一步批量生产。此外,3D打印技术和传统模具制造技术可以实现相互补充,而未来的制造领域中,3D打印机可完成30%的产品,而70%由模具制完成。
4、结语
3D打印技术对产品设计者的应用相当广泛,伴随着3D打印水平的逐渐完善以及提高,逐渐多的方面会应用到以及普遍3D打印技术。福模网fumowang.com