•    發佈時間：2022/11/21
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【概要描述】 添加劑行業受到材料增強的推動，使工程師和設計師能夠應用該技術，解決當前和未來的問題。如前幾章所述AM行動手冊，確定哪種類型的印刷工藝或所選材料最適合您的應用非常重要。雖然原型製造目前仍然是許多行業中添加製造的主要用途，但公司越來越多地發現其他用例，如工具或生產。

例如，Jabil最近報告稱，94%的一級汽車供應商將擴大其3D列印能力，而其中52%的供應商將外包給第三方服務機構。汽車行業只是眾多行業中的一個例子。下一章將討論增材製造中最突出的應用，並幫助您確定什麼對您最有意義。

添加製造應用

儘管增材製造這本書隨著每一項新的合作和技術發展而不斷發展，但這些都是最常見和最有用的應用。汽車、航空航太、工業、醫療保健和消費品行業被歸類為這個星球上最先進的AM採納者。下麵的應用列表將包括行業相關的例子和人們可以從利用3D列印中預期的切實好處。

 

產品開發

截至2019年，超過600，000個整形外科植入物利用了金屬3D列印。
這個數字預計到2027年將超過400萬個植入物。(3D列印媒體網)



由Symbol uninea提供

競爭對手不會坐以待斃，你也不會。每一個生產商品或提供服務的行業都處於持續的競爭中，必須找到讓自己與眾不同的方法。更快地將產品推向市場通常是一種戰略優勢。

增材製造已經成為產品設計師更快迭代、更快失敗和加快上市速度的主要工具。在產品開發生命週期中，將一個實體部件放在客戶手中以獲得回饋，或者通過測試來驗證你的設計，這些都是無價的好處。問問你自己，為什麼我們不用3D列印？

 

用戶化

研究表明每四個外科醫生中就有一個對病人進行特殊的治療，
手術前的3D列印模型。(高德納研究公司)



承蒙物化

AM使工程團隊能夠通過在CAD中進行簡單的調整來創建特定的個性化產品。鞋類(耐克、阿迪達斯等。)、化妝品(歐萊雅)和可穿戴技術(蘋果)都採用了這種做法來提高品牌忠誠度和利潤率。豪華汽車製造商保時捷，3D列印定制桶形座椅旨在為高性能車輛提供額外的舒適性。然而，最令人印象深刻的列印和定制設計來自醫療器械和醫療保健行業。科學家、醫生和研究人員正在利用CT和MRI掃描數據來創建針對患者的模型，以改善結果並減少手術室時間。此外，修復術、矯正術和牙科應用已經成為該行業的主要部分，占全球AM應用的11%​.

複雜或不可能的幾何圖形

汽車製造商BMW實現了每個夾具成本58%的節約
3D列印製造輔助工具使交付時間增加了92%。(TCT雜誌)



 

傳統的製造和減成工藝存在固有的局限性。雖然這些技術在許多行業中仍然很常見，並且仍然高度相關，但是AM已經成為生產具有複雜或不可能的幾何形狀的零件的理想解決方案。

AM的本質是通過將模型和支撐材料層疊在一起，然後移除支撐結構，留下三維部件，來附加地生產部件。世界最大的軸承製造商之一鮑曼國際公司，​將MJF技術視為解決方案生產定制的帶互鎖機構的滾軸訓練架，以提高承載能力和工作壽命。根據Bowman國際團隊的說法，這只有通過3D列印才有可能實現。

“這為原始設備製造商和工廠維護工程師提供了一種分裂軸承，它提供了卓越的性能和更長的產品壽命，同時簡化了安裝和維護程式——同時還減少了運行過程中的振動和噪音。”-雅各布·特納，鮑曼添加劑生產部主管

 

小批量生產和最終使用零件

44%的航空航太和國防組織將3D列印用於維護和維修應用，
而39%的公司將AM集成到了最終用途的生產零件中。(捷普勒)



鮑曼添加劑生產公司提供

熱塑性塑膠和聚合物材料的進步PA11尼龍, TPU或者ULTEM9085使生產工程師能夠3D列印零件，模擬生產所需的各向同性強度特性。舉個例子，空中客車3D列印內部客艙組件，這些組件與ULTEM9085完全集成在當今的飛機上，這是為數不多的FST認證和市場上可買到的可印刷材料。面向製造的設計(DfAM)為設計者提供了定制設計和創建蜂窩內部結構的額外好處，該蜂窩內部結構不犧牲結構完整性，同時生產重量更輕的部件。

金屬3D列印呢？直接金屬鐳射燒結(DMLS)擁有令人印象深刻的各種金屬材料，這些材料可印刷並用於大量的生產和最終用途。不銹鋼主要用於模具製造行業，各種具有優異機械性能的因科鎳合金用於航空航太，甚至用於整形外科植入物的生物相容性鈦部件。根據最近的一項研究，有超過在3D列印的幫助下，預計將生產60萬個植入物​.預計到2027年，這一數字將超過400萬個植入物，其中包括髖關節和膝關節置換、重建和脊柱植入物。

 

维护、维修和操作

卡特彼勒于1991年采用3D打印技术制作原型，现在已经将AM技术完全整合到他们业务的各个方面，尤其是MRO和备件。(3D Print.com)



Aerosport建模与设计公司提供

MRO(维护、维修和操作)零部件行业正在经历一场巨大的转变。到2025年，8%的SKU将从传统制造过渡到按需增材制造。出于降低库存成本和消除冗长交付周期的需要，制造商正在重新定义供应链，变得更加自力更生。

当替换零件过时或需要一套新的工具来生产时，这就成了一项昂贵的工作，并且会使重型设备、飞机或汽车无法运行。这成了瓶颈，并危及该设备赚取收入的能力。按需添加制造是一种被主要原始设备制造商应用的成熟替代方法。​卡特彼勒采用3D打印在1991年为原型的目的，现在已经完全整合了AM的各个方面的业务，特别是MRO和备件。

 

备件和重量减轻



到2030年，将AM用于汽车生产将成为100亿美元的业务。(SmarTech分析)

如前所述，由于能够创造和生产复杂的设计，重量减轻是增材制造提供的无价优势。此外，事实证明，对于那些希望简化零件和供应链要求的人来说，零件整合同样重要。汽车供应商、航空航天公司和国防组织因外包单一组件所需的多个组件的设计和生产而臭名昭著。工程师们现在可以按需3D打印这些组件，而不是等待几个不同的设施来运送所需的拼图。这是一项行之有效的技术，可减轻重量、加快上市时间并消除昂贵的运输、物流和运输成本。

工具和制造辅助设备



北TTI大学提供

可以说，增材制造最具影响力和被广泛接受的应用是将其用于制造辅助设备、工具、夹具和固定装置。虽然它没有3D打印可定制的桶形座椅或矫形植入物那么有吸引力，但对于许多原始设备制造商和生产设施来说，它恰好是最经济的选择。汽车制造商宝马，通过3D打印，每个夹具的成本节省了58%,交付时间增加了92%制造辅助设备。宝马决定ABS热塑性塑料是更好、更轻的替代品，而不是依赖CNC设备的铝部件。当AM技术适用于生产设施时，这些优势以及更多优势都是可能的:


改进功能的定制部件
零件轻量化，减少工具疲劳
增强的人体工程学


 

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