3D打印对制造业产生了重大影响。 本文着眼于传统制造业的弱点如何为增材制造业提供扩张的机会。

传统制造业如何运作？

传统工艺：从设计师到制造商

你如何将想法变为现实？几十年来，这一直都是一个古老的故事。工程师设计部件并决定其形状，材料和其他因素。可以制造一个基本的原型。但是，当涉及到最终用途的部件制造时，工程师必须找到能够使部件达到专业标准并且规模大的制造商。部件可以在任何地方设计，但需要满工厂的机器。

根据制造的部件，制造商可以使用任意数量的制造工艺来制造。它们可以使用机加工，其中将金属块切割成所需的尺寸和形状；他们可以弯曲并将金属板压成新的形式；他们可以使用铸件或工具从液态塑料制造大量部件。

像这样的传统制造工艺非常有用，并将继续使用多年。但是，它们也有其缺点。

传统制造业的弱点

•废旧物资

•附加设备

•熟练的劳动力

最常见的传统制造技术之一是减材制造。该术语用于描述采用无形材料块并通过切割将其减小到所需形状的过程。最常见的减材制造形式是CNC加工。

虽然减材制造对于使用高质量的材料非常有用，但它并不总是有效的。这是因为使用减材工艺制作部件必然需要多余材料：起始块或“工件”必须大于最终部件，因为工具最终会将其缩小到最大尺寸。切断的一切都变成了浪费。

此外，传统的制造工艺通常需要额外的设备。铸造工艺需要诸如工具和模具之类的东西，这需要花费时间和金钱来制造，但最终在工作完成或达到其寿命时会被丢弃。

最后，实际安装和操作这些传统制造系统的问题很小。传统机器通常占据很大的空间，这就需要大型工厂空间，这些空间需要花费很多钱来租赁或购买。虽然某些过程（例如CNC加工）由计算机控制，但许多过程需要熟练的机械师进行手动操作。所有这些问题都阻碍了企业进入传统制造业。

3D打印如何以及为何出现？

一种截然不同的方法

在20世纪80年代，发生了一些将永远改变制造业的事情。来自科罗拉多州的工程师和物理学家Chuck Hull发明了一种使用激光将光敏树脂转变成固体形状的系统。他的系统的关键要素？一个移动平台，使树脂在“层”中固化，允许创建由单个2D切片组成的3D形状。他称他的系统为“立体光刻”，并继续建立世界领先的3D打印公司3D Systems。

尽管赫尔在桌面涂层的特定领域工作时创造了立体光刻技术，但他很快意识到自己创造的巨大潜力。使用不同的材料，该工艺可适用于各种应用。不久之后，诸如选择性激光烧结和熔融沉积建模等不同的分层过程开始出现，极大地扩大了后来被称为“3D打印”的范围。

进一步发展

二十多年来开发和改进了增材制造技术，但直到2000年代后期，3D打印才在全世界广为人知。这主要归功于消费者推出的入门级机器的开发。由于这些机器的成本仅为几千美元，因此更大的人群可以获得该技术，从而可以更加兼顾3D打印的使用。

当时3D打印机最大的优势之一是什么？ 它们几乎可以在任何地方设置并且相对容易操作，允许小型企业开始打印产品而无需寻找专门的制造商来帮助他们。与此同时，大型制造商开始广泛实施高端打印机，用它们来制造原型和专用部件。

3D打印如何影响当今世界？

多样化的应用

尽管立体光刻技术仍被广泛应用，但现在3D打印技术涵盖了一系列更广泛的技术，可用于打印塑料、金属和其他材料。纯粹的技术范围和价格点意味着3D打印现在应用于各种行业，包括汽车、航空航天、医疗保健、消费品、设计和时尚。

3D打印如何改变制造业

3D打印在很多方面影响了制造业。例如，从工程角度来看，它提供了一种构建物理对象的全新方式：逐层、自底向上的方法允许3D打印机创建具有独特几何形状和复杂内部结构的部件。某些机器允许一次打印材料的组合，并且该过程的“附加”性质解决了与减材制造相关的浪费问题。

但3D打印对制造业的最大影响或许是它打破了进入壁垒的方式。许多3D打印机占用很少的空间，不需要更多的设备，几乎可以自动操作。通过这种方式，他们有效地实现了制造过程的民主化，允许任何人在没有重大投资或加工技能的情况下开始制造部件。

传统的制造工艺不可能很快消失，但3D打印创造了全新的制造理念。

RapidDirect是一家按需生产服务提供商，包括3D打印、CNC加工、注塑和金属板制造。该公司使用由150多名专业工程师操作的500台数控机床，在其20000平方英尺的设施内进行生产。此外，它拥有中国最大的制造商网络。RapidDirect帮助产品设计师和工程师将设计变为现实。