買了3D打印機(jī)卻不賺錢的3個(gè)原因

到了2020年，增材制造終于成為一種成熟的技術(shù)，可以在越來(lái)越多的領(lǐng)域用于生產(chǎn)。 在過去十年中，它完成了技術(shù)炒作周期的整個(gè)過程，最終到達(dá)了生產(chǎn)力高峰。

Pankl Racing Systems采用Formlabs技術(shù)生產(chǎn)的定制夾具系統(tǒng)

盡管3D打印技術(shù)最近取得了進(jìn)步，但許多3D打印機(jī)的擁有者仍未有想象中那么賺錢。

最大的原因之一是設(shè)備利用率低：沒有足夠頻繁地使用設(shè)備。利用率不足可能是由于缺乏應(yīng)用或技術(shù)不足而引起的，內(nèi)部嚴(yán)重缺乏增材制造的設(shè)計(jì)技能。 當(dāng)設(shè)計(jì)人員和工程師不知道如何或何時(shí)該使用增材制造時(shí)，他們會(huì)制造出質(zhì)量差的昂貴零件。

此外，導(dǎo)致增材制造難以盈利的原因有以下三種：

1.增材制造工藝仍被誤解

盡管3D打印設(shè)備制造商不斷推出效率更好、性能更好的工業(yè)3D打印設(shè)備，但是，如果用戶不熟悉增材制造工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，則零件設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)不會(huì)真正針對(duì)3D打印設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化(DFAM，design for additive manufacturing )。

例如，DLP和FDM 3D打印每年都得到更快、更好的材料。但是，兩種技術(shù)都無(wú)法克服對(duì)支撐材料的需求。通過重新設(shè)計(jì)以消除支撐材料為目標(biāo)，Blueprint工程師的新設(shè)計(jì)，生產(chǎn)成本只有原來(lái)的33％。雖然它在性能上并沒有上面區(qū)別，但是由于對(duì)3D打印設(shè)計(jì)優(yōu)化有一些簡(jiǎn)單了解，它的生產(chǎn)速度要快得多。

具有自支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)只是減少時(shí)間和材料消耗的一種方法，可以在包括DLP、FDM、DMLS、立體光刻等在內(nèi)的許多技術(shù)上進(jìn)行。

不少3D打印服務(wù)商發(fā)現(xiàn)機(jī)器的投資回報(bào)率低，打印失敗頻繁，難以去除支撐材料或多余的粉末， 還會(huì)聽到人們對(duì)3D打印技術(shù)的不足提出抱怨。

2. 附加設(shè)計(jì)軟件缺乏可用性

復(fù)雜幾何形狀的設(shè)計(jì)發(fā)源地是數(shù)字藝術(shù)世界：概念設(shè)計(jì)，視頻游戲設(shè)計(jì)和插圖。 用于進(jìn)行這些設(shè)計(jì)的軟件與工程師，與用來(lái)制造零件的工程CAD軟件完全不同。 增材制造引入了一種新的設(shè)計(jì)規(guī)范，將可制造性引入了最佳設(shè)計(jì)中，打破了傳統(tǒng)制造設(shè)計(jì)流程的限制。

△需要新一代的設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如布加迪的拓?fù)鋬?yōu)化制動(dòng)鉗

為了填補(bǔ)這一空白，許多軟件公司都面臨著設(shè)計(jì)幾何上可制造零件的挑戰(zhàn)。以下是這些產(chǎn)品及其當(dāng)前局限性的幾個(gè)例子。

Autodesk Generative Design是一個(gè)簡(jiǎn)單的工具，可以生成幾何體來(lái)連接錨點(diǎn)特征。時(shí)至今日，它仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)100％可制造的設(shè)計(jì)，并且輸出需要根據(jù)生成的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整或完全重新設(shè)計(jì)。

Materialize 3-Matic提供了從零件輕量化到數(shù)字紋理化的各種3D打印設(shè)計(jì)優(yōu)化模塊。使用過程可能很復(fù)雜，因?yàn)樯婕暗捷敵鼍W(wǎng)格文件的可制造性和文件完整性，因此仍然值得關(guān)注。

nTopology推出的nTop是一款很有前途的新軟件，它將生成設(shè)計(jì)的形狀與易于理解的幾何圖案結(jié)合在一起。這是一款相當(dāng)新的軟件，尚未通過廣泛采用的測(cè)試。

用戶必須接受這樣一個(gè)事實(shí)，即尚無(wú)完美的設(shè)計(jì)軟件，我們應(yīng)該將精力集中在選擇創(chuàng)造價(jià)值所需的軟件的類型和使用上。

3. 沒有增材制造思維

除非在產(chǎn)品生命周期的開始就引入增材制造，否則它不會(huì)產(chǎn)生太多價(jià)值。沒有在所有部門的支持下，從項(xiàng)目開始就嵌入增材思維，就無(wú)法獲得必要的CAD數(shù)據(jù)、需求分析或設(shè)計(jì)資源，從而導(dǎo)致失敗和浪費(fèi)精力。

為原型進(jìn)行增材制造的思考，在產(chǎn)品開發(fā)的所有階段，設(shè)計(jì)師都應(yīng)接受增材制造的“敏捷”本質(zhì)，假設(shè)每個(gè)零件都需要3D打印兩次：一次用于測(cè)試，一次用于使用。

對(duì)于夾具和工具，增材制造通常被視作過于昂貴或過于脆弱。增加輔助件，提高強(qiáng)度，減少材料使用，是改善設(shè)計(jì)性能和經(jīng)濟(jì)性的方法。

增材制造思考，必須推動(dòng)生產(chǎn)3D打印零件設(shè)計(jì)的兩件事：保障功能性（包括表面質(zhì)量、機(jī)械負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)性），目標(biāo)（減輕重量、降低成本、改善功能）。設(shè)計(jì)師應(yīng)摒棄傳統(tǒng)的制造假設(shè)，并從這兩個(gè)考慮重新開始。

3D打印需要新的思維和多個(gè)部門的合作

傳統(tǒng)的制造方法將設(shè)計(jì)師束縛在可制造性方面，增材制造的靈活性以前所未有的方式解放了設(shè)計(jì)師。而且，盡管3D打印將控制權(quán)從制造過程轉(zhuǎn)移到工程師身上，但由于浪費(fèi)（無(wú)論是時(shí)間、材料還是迭代），它都會(huì)使設(shè)計(jì)人員痛苦不堪。
這就是3D打印優(yōu)化設(shè)計(jì)技能，對(duì)于實(shí)現(xiàn)預(yù)期收益如此重要的原因。


編譯自：3dprint