Proto Labs是美國(guó)一家大型的原型制造及小批量生產(chǎn)(chǎn)服務(wù)(wù)商。Proto Labs通過(guò)(guò)光聚合、粉末床、材料噴射等多種3D打印工藝為其制造業(yè)(yè)用戶(hù)提供3D打印服務(wù)(wù)，他們?cè)?D打印技術(shù)(shù)的應(yīng)用方面積累了大量經(jīng)(jīng)驗(yàn)。

在多年應(yīng)用3D打印技術(shù)(shù)的過(guò)(guò)程中，Proto Labs見(jiàn)(jiàn)證了3D打印技術(shù)(shù)的發(fā)(fā)展，他們發(fā)(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)(shù)的一個(gè)(gè)明顯應(yīng)用趨勢(shì)是從原型走向生產(chǎn)(chǎn)領(lǐng)(lǐng)域。Proto Labs 3D打印業(yè)(yè)務(wù)(wù)的產(chǎn)(chǎn)品經(jīng)(jīng)理Greg Thompson根據(jù)日常業(yè)(yè)務(wù)(wù)中所積累的經(jīng)(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一些對(duì)3D打印技術(shù)(shù)的價(jià)(jià)值、應(yīng)用和發(fā)(fā)展趨勢(shì)看法。

Proto Labs通過(guò)(guò)3D打印設(shè)備、CNC設(shè)備以及注塑技術(shù)(shù)提供一站式的快速原型和小批量生產(chǎn)(chǎn)服務(wù)(wù)。目前，Proto Labs支持的大部分應(yīng)用是原型設(shè)計(jì)。然而，隨著(zhù)3D打印技術(shù)(shù)的發(fā)(fā)展和應(yīng)用經(jīng)(jīng)驗(yàn)的積累，Proto Labs發(fā)(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)(shù)在生產(chǎn)(chǎn)和終端零件制造中的應(yīng)用比重逐漸增加。

目前引領(lǐng)(lǐng)增材制造在生產(chǎn)(chǎn)中應(yīng)用的行業(yè)(yè)以航空航天、醫(yī)療行業(yè)(yè)為主。然而，Proto Labs在為制造業(yè)(yè)客戶(hù)提供服務(wù)(wù)的時(shí)(shí)候發(fā)(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)(shù)已經(jīng)(jīng)引起了從消費(fèi)產(chǎn)(chǎn)品到工業(yè)(yè)設(shè)備制造等各行業(yè)(yè)的重視。在這些領(lǐng)(lǐng)域中，大多數(shù)工程師和或項(xiàng)目經(jīng)(jīng)理至少考慮增材制造技術(shù)(shù)作為設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)(chǎn)品的選擇。

3D打印技術(shù)(shù)與終端零部件或產(chǎn)(chǎn)品生產(chǎn)(chǎn)之間最成功的結(jié)合點(diǎn)(diǎn)，是利用3D打印尋求新設(shè)計(jì)或者是實(shí)(shí)現(xiàn)更短的產(chǎn)(chǎn)品迭代周期，而這類(lèi)設(shè)計(jì)或迭代周期是通過(guò)(guò)傳統(tǒng)方法無(wú)(wú)法實(shí)(shí)現(xiàn)的。其中最常見(jiàn)(jiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括在進(jìn)(jìn)行零件設(shè)計(jì)時(shí)(shí)減少組件的數(shù)量，并將其作為一個(gè)(gè)整體的部分進(jìn)(jìn)行打印。

在這一方面，航空航天制造企業(yè)(yè)開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)了一些典型的應(yīng)用，例如，GE LEAP航空發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)中的增材制造燃油噴嘴，客車(chē)防務(wù)(wù)及航天公司在進(jìn)(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)(yōu)化創(chuàng )(chuàng)新的增材制造射頻濾波器等應(yīng)用案例。以3D打印射頻濾波器案例為例，之前的射頻濾波器是按照傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化元素設(shè)計(jì)的，部件的形狀和連接由銑削和電火花腐蝕等典型制造工藝決定。然后，濾波器的腔體需要通過(guò)(guò)加工將兩個(gè)(gè)部分固定在一起。這樣做的話(huà)重量會(huì )(huì)比較重，需要裝配的部分也會(huì )(huì)增加生產(chǎn)(chǎn)時(shí)(shí)間，還需要額外的質(zhì)(zhì)量評(píng)估。而3D打印帶來(lái)(lái)的整體式設(shè)計(jì)，使濾波器不再需要緊固件來(lái)(lái)將部件結(jié)合在一起，所以部件數(shù)量其實(shí)(shí)減少了。使用直接金屬打印，還有一個(gè)(gè)額外的好處就是部件的外輪廓與內(nèi)輪廓更緊密。成本和生產(chǎn)(chǎn)時(shí)(shí)間的優(yōu)(yōu)勢(shì)來(lái)(lái)源于裝配和后處理時(shí)(shí)間的縮短。

3D打印技術(shù)(shù)在支持用戶(hù)尋求新設(shè)計(jì)方面的優(yōu)(yōu)勢(shì)，還體現(xiàn)在產(chǎn)(chǎn)品設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出一些具有復(fù)雜幾何形狀或仿生結(jié)構(gòu)的3D打印零件，通過(guò)(guò)零件在設(shè)計(jì)方面的優(yōu)(yōu)化來(lái)(lái)提升零件性能，例如，通過(guò)(guò)點(diǎn)(diǎn)陣結(jié)構(gòu)來(lái)(lái)實(shí)(shí)現(xiàn)零部件的輕量化。對(duì)于這類(lèi)特殊的設(shè)計(jì)方案，3D打印技術(shù)(shù)是最佳的制造解決方案。

當(dāng)然，將3D打印技術(shù)(shù)融入到生產(chǎn)(chǎn)中僅從挖掘3D打印技術(shù)(shù)的應(yīng)用價(jià)(jià)值方面入手是不夠的，無(wú)(wú)論是提供3D打印技術(shù)(shù)的企業(yè)(yè)還是制造業(yè)(yè)的用戶(hù)，都需要解決制約3D打印技術(shù)(shù)走向生產(chǎn)(chǎn)的障礙。對(duì)于前者，Proto Labs公司的3D打印客戶(hù)正在全面驗(yàn)證整個(gè)(gè)增材制造工藝，在此過(guò)(guò)程中，客戶(hù)會(huì )(huì)對(duì)3D打印的速度、一致性和可靠性進(jìn)(jìn)行理解與掌握，尤其是對(duì)于用于最終生產(chǎn)(chǎn)中的3D打印零部件，客戶(hù)需要從這些角度對(duì)零件進(jìn)(jìn)行全面的驗(yàn)證。

對(duì)于3D打印技術(shù)(shù)的成本和價(jià)(jià)值方面的考量，Proto Labs公司的建議是，制造用戶(hù)應(yīng)該考慮通過(guò)(guò)3D打印技術(shù)(shù)來(lái)(lái)改變?cè)O(shè)計(jì)和制造流程，而不是簡(jiǎn)(jiǎn)單的用3D打印技術(shù)(shù)替代現(xiàn)有的制造技術(shù)(shù)，這通常是不能發(fā)(fā)揮3D打印技術(shù)(shù)的作用的。如果企業(yè)(yè)用戶(hù)考慮在生產(chǎn)(chǎn)中引入3D打印技術(shù)(shù)時(shí)(shí)，并沒(méi)(méi)有考慮到對(duì)期制造流程或零件設(shè)計(jì)就進(jìn)(jìn)行改變，那么就會(huì )(huì)錯(cuò)過(guò)(guò)由這些創(chuàng )(chuàng)新所帶來(lái)(lái)的整體制造成本降低和增值效益。

隨著(zhù)3D打印材料、設(shè)備本身的進(jìn)(jìn)步，3D打印相關(guān)(guān)后處理技術(shù)(shù)自動(dòng)(dòng)化水平的提高，以及GE、惠普等大型企業(yè)(yè)在增材制造領(lǐng)(lǐng)域的投入，企業(yè)(yè)將3D打印技術(shù)(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)(chǎn)領(lǐng)(lǐng)域中的成本將逐漸降低。

來(lái)(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)(wǎng)