来源：尼克·艾伦，医学博士| 3D打印图克
3D 打印作为一项颠覆性技术在一个关键方面是独一无二的，那就是，它在大约 25-30 年前通过引入快速原型制作颠覆了制造范式，现在它再次颠覆了制造业。这是基于这样一个事实，即今天，3D 打印技术已经完善到真正可行的生产技术。现在制造商之间的讨论是围绕 3D 打印在生产中最明智的使用，它的优势是什么，在可取的体积方面的最佳点在哪里，通过它的使用存在哪些机会，以及进入壁垒是什么？
到 2021 年，很少有制造企业不会在某种程度上使用或正在考虑采用 3D 打印，无论是将其作为现有传统制造工艺的补充技术，还是作为替代方案。许多原始设备制造商将使用桌面 3D 打印机进行快速原型制作，纯粹是为了获得其产品设计的早期相当准确的 3D 模型，但这些打印机并不是为更严格的生产应用而设计的，在这些应用中，可重复性和准确性/公差实现至关重要。
实现生产水平、可重复性和准确性的 3D 打印机通常是昂贵的野兽。正因为如此，许多潜在用户对所需的大量资本支出望而却步，因此联系了 3D 打印分包专家，他们不仅拥有必要的内部高质量 3D 打印机的水平，而且还拥有充分利用它们的经验。3D 打印是一种即插即用技术的想法是一个神话，虽然入门级桌面模型打印机只需要一点点知识来作，但对于生产应用，获得必要的构建参数，并优化质量、每个零件的成本和构建的及时性需要大量的经验，而分包机构拥有这些经验。
在塑料零件的生产方面，3D 打印是在传统加工技术注塑成型的领域工作。
注塑成型仍然是大批量塑料零件生产的首选技术，但它的特点是在模具方面投入了大量的前期资本投资，这也很耗时，而且适应起来困难且昂贵。该技术可以同时使用多个模具，这意味着它非常适合具有成本效益的零部件大规模制造商，其成本效益也因材料精确计量以满足特定模具要求而减少浪费这一事实而得到提升。此外，虽然可用于 3D 打印的材料选择越来越多，但它仍然无法与注塑成型兼容的材料选择相匹配。
然而，一个显着的缺点是注塑成型存在固有的设计限制，某些几何形状难以从模具中取出，而精确而精致的设计难以准确成型且成本高昂。此外，纠正工具错误或更改工具以优化或迭代新设计是困难的、昂贵的，有时甚至是不可能的。通常需要新工具，所有这些都意味着成本和时间，工具通常需要数周甚至数月的时间才能制造出来。
与注塑成型等传统工艺相比，3D 打印具有许多优势。
其中最重要的是 3D 打印在设计中增加了灵活性。最明显的是，3D 打印可以使组件变得不可能或昂贵且难以使用注塑成型来实现，例如某些区域是空心的组件。这是可能的，因为在 3D 打印中，材料是分层添加的，并且可以改变芯材的材料密度。因此，不仅某些区域可以是空心的，还可以加固其他关键区域。这意味着 3D 打印是轻量化但强度增加的关键促进因素。通过 3D 打印，整个零件的理想材料条件由设计决定，而不是由所使用的各种生产和后期制作流程的变幻莫测决定。
3D 打印还促进了所谓的复杂性整合。这样做是因为该技术可以将零件和功能组合在一个构建中，否则必须使用传统的注塑成型和相关技术进行后处理或组装，这同样是由 3D 打印提供的设计灵活性驱动的。可以使用更符合人体工程学的 3D 打印生产零件，并包含多个零件和功能，而通过制造注塑成型所需的高度复杂的工具，这些零件和功能是不可能实现的或成本高得令人望而却步。
3D 打印不需要工具，而且非常灵活，有助于快速生产周转。使用 3D 打印，零件成本与零件复杂性无关。一旦注塑零件出现复杂性，就需要越来越昂贵的模具工具，这导致成本呈指数级增长，直到零件生产不再可行。由于 3D 打印增加了材料，设计的复杂性和不同的合并形状不会影响生产零件所需的时间，因此不会导致成本增加
除了非成本的零件复杂性之外，使用 3D 打印进行生产还促进了几乎无限的几何自由度，迭代成本非常低至零，并且生产周期中的停机时间很短。
相反，注塑成型使设计迭代成本高昂，并且除了前期工具的高成本（如前所述）随着零件复杂性的增加而增加之外，这意味着生产仅限于生产工具的位置。3D 打印技术直接从 3D CAD 文件进行制造，因此制造地点更加灵活。
此外，由于 3D 打印是一个数字过程，它可以在零件构建后或运行后停止并重新开始，而无需惩罚性成本，这意味着生产量可以与每天、每周、每月的需求完全一致。对于注塑成型，一旦生产过程开始，它需要立即完成全部运行以保持经济性，因此需要仓储，这本身就增加了每个零件的成本。
3D 打印是一种高度可靠、经济高效且相对易于使用的生产技术，适用于中小批量应用，可以与注塑成型相媲美。
注塑成型在大批量生产中找到了最佳位置，因为需要同时生产数千种相同的产品。它也最适合基于一种连续形式的稳健设计，并且该工艺可以生产出具有卓越光滑表面光洁度的产品，而无需后处理（3D 打印零件通常需要后处理）。
3D 打印在原型制作领域找到了最佳位置，以及具有间隙、孔或空隙的几何复杂零部件的中小型生产。它也最适合设计经常发展或需要定制的制造商或零件，因为即使在生产中也可以适应设计更改。
这些各自的最佳点非常离散，并且利用了这样一个事实，即具有前瞻性思维的制造商实际上可能将 3D 打印和注塑成型视为互补工艺而不是竞争工艺。例如，当建设性地一起使用时，可以在进行大批量生产之前显着缩短预生产周期。
展望未来，也许 10,000 次及以下的运行似乎很快就会成为 3D 打印的领域，对于这样的批量来说，注塑成型即使不是多余的，当从成本和生产时间的棱镜来看时，它就会变得越来越无关紧要。然而，注塑成型永远不会被取代，因为它通常是大批量生产的首选技术。
然而，使用 3D 打印的最大优势也许是，尽管与注塑成型相比，每个零件的速度较慢，但它在设计自由度、几何复杂性的创造和零件整合方面的优势都刺激了创新。仅这些因素就可能促使使用 3D 打印进行多个小批量生产，而不是纯粹屈服于使用注塑成型进行大批量生产的经济性。
关于 3D打印图克
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是使用最先进的聚合物材料粉末床融合（PBF）3D打印系统进行小批量生产的专家。该公司弥合了原型制作和注塑之间存在的空白，因此，如果对于不需要注塑所需体积的应用来说，模具成本过于昂贵，3D打印图克 可以提供高质量、经济高效和快速的解决方案。
3DPRINTUK已经掌握了使用聚合物粉末进行3D打印的过程，不需要支撑材料，几乎没有层线，周转时间短。该公司是生产一次性原型到按需生产数万个零件的理想合作伙伴。