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3d打印機因為可以支持多種耗材進行打印的特性被廣泛應用于航空航天、醫(yī)療、工業(yè)設計等諸多領域。然而，在縮短研發(fā)周期、降低組裝成本的同時，企業(yè)更注重3D打印機對制造成本的影響。因此，我們?yōu)榇蠹铱偨Y了3D打印的幾個設計要素，然后分析了如何降低3D打印機帶來的額外制造成本，以及如何突出其在降低制造成本和提高綜合效益方面的優(yōu)勢。

1、優(yōu)化設計。

設計良好的3D打印件遵循許多類似于注塑成型的原理，如：利用相鄰表面之間的漸變過渡；避免橫截面積和零件體積的巨大差異；避免在成品工件上產(chǎn)生殘余應力的尖角；無支撐的薄壁結構不宜過高，否則會發(fā)生翹曲。

2、考慮批量生產(chǎn)中零件的制造模式。

我們說3D打印機可以實現(xiàn)自由建模，給零件設計帶來了很大的發(fā)揮空間，比如制造很多孔結構的零件。其實很多企業(yè)已經(jīng)意識到3D打印機可以勝任零件的小批量生產(chǎn)，但是當需要大批量生產(chǎn)時，還是要考慮機械加工等傳統(tǒng)工藝。所以在這種情況下，設計師需要在設計之初就綜合考慮，以后零件量產(chǎn)時會采用什么制造工藝，設計方案能否成功實現(xiàn)。

3、打印后減少二次操作。

一些3D打印過程需要添加支撐結構來打印對象，以防止它們卷曲或翹曲。打印形成的金屬支撐結構需要在打印后通過機械加工去除，而塑料支撐結構需要通過手持砂光機去除。然而，無論哪種方式，都會增加成本，延長制造周期。因此，在設計之初，我們應該考慮改變設計或零件的放置，以避免在零件上增加支撐結構。

4、觀察公差。

3D打印金屬時，為了滿足金屬零件的公差要求，有時需要使用二次加工。但是過分追求公差要求會對3D打印件的設計制造產(chǎn)生影響，比如過分追求精度，增加打印層數(shù)，從而增加打印時間和打印成本。

5、著眼大局。

雖然3D打印的材料成本和設備成本都比傳統(tǒng)制造工藝高，但不要氣餒。特別是在設計3D打印零件時，要密切關注3D打印機在實現(xiàn)復雜輕量化結構和功能集成化零件方面的優(yōu)勢，盡可能激發(fā)3D打印機在零件設計優(yōu)化中的作用。如果只關注3D打印技術對制造成本的影響，而忽視其在重塑產(chǎn)品設計和功能、重塑供應鏈方面的潛力，企業(yè)就會錯失利用3D打印創(chuàng)造更多綜合效益的機會。

6、拋棄傳統(tǒng)。

要知道典型的3D打印零件往往都有仿生設計，比如蜂巢結構或者復雜的格子結構。不要害怕在設計中使用這種結構，只要他們能創(chuàng)造出更輕的、和更強的零件。設計中不需要避免使用孔狀結構，因為傳統(tǒng)制造方法在零件上鉆孔無形中增加了材料的浪費，導致成本增加。需要注意的是，在增材制造時，尤其是利用激光熔化金屬3D技術制作圓孔時，需要綜合考慮是否要添加孔的支撐結構以及下表面可能發(fā)生的變形。