值得關(guān)注的三大增材制造問(wèn)題

增材制造具有多樣性，其工藝包括聚合物纖維沉積、金屬粉末激光熔融等不同領(lǐng)域。然而，增材制造用戶和原始設(shè)備制造商都面臨著許多共同的問(wèn)題。是2016年年初代Dayton地區(qū)廠商協(xié)會(huì)主持的一項(xiàng)活動(dòng)讓我認(rèn)清了這一事實(shí)，因?yàn)槌鱿摶顒?dòng)的很多原始設(shè)備制造商、當(dāng)?shù)卦霾闹圃煊脩粢约昂闷娴挠^察者提出了很多問(wèn)題?；谏鲜鲇懻?，下文給出了值得關(guān)注的三大增材制造問(wèn)題：

1.軟件局限性。尤其是設(shè)計(jì)和仿真軟件中的局限性，為了充分利用增材制造技術(shù)，該行業(yè)需要更好的零件設(shè)計(jì)和加工工具，確保零件相對(duì)于增材工藝實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，能準(zhǔn)確模擬增材工藝的軟件對(duì)提高零件設(shè)計(jì)水平而言將變得尤為重要。

圖1  軟件升級(jí)和知識(shí)共享將有助于提高增材制造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平。雷尼紹解決方案中心的工程師和客戶一起優(yōu)化增材制造零件

2.設(shè)計(jì)和制造優(yōu)化。這里的一個(gè)相關(guān)問(wèn)題就是如何優(yōu)化增材制造的零件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)其與最佳流程和生產(chǎn)設(shè)備的匹配。

“我們必須為工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。” Tangible Solutions公司首席戰(zhàn)略官Adam Clark說(shuō)，這是一家為航空航天、醫(yī)療等行業(yè)提供增材制造零件的服務(wù)單位。但優(yōu)化方面的挑戰(zhàn)超出了初始設(shè)計(jì)，“我們需要迅速地調(diào)整這一工藝。”軟件公司科學(xué)仿真系統(tǒng)(Scientific Simulation Systems)的John Maguire補(bǔ)充道。Maguire所在公司正在開(kāi)發(fā)的仿真軟件等將有助于在增材制造用于生產(chǎn)前進(jìn)行工藝調(diào)整，而熔化槽監(jiān)控等技術(shù)將有助于實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中的優(yōu)化。

3.設(shè)備的速度。對(duì)樣品和小批量而言，3D打印比注塑成型等傳統(tǒng)方法更快，但如果是大批量生產(chǎn)，增材制造往往難以按時(shí)完成。在什么程度上增材制造用于生產(chǎn)會(huì)失去意義?

圖2  隨著增材制造設(shè)備速度的提升和制造板的增大，對(duì)于更大批量的生產(chǎn)而言，增材制造無(wú)疑會(huì)更為經(jīng)濟(jì)

根據(jù)Cincinnati公司大面積增材制造(BAAM)體系銷(xiāo)售經(jīng)理Rick Neff的介紹，答案受批量影響，但并非由批量決定。隨著增材制造設(shè)備速度的提升，經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量的規(guī)模也可能擴(kuò)大。