逐层掌握增材制造

作者:Jamie J. Gooch,《数字工程》杂志编辑主任

我们通过祖先制造工具的方式来划分不同的历史时期,从石器、青铜器、铁器、工业革命直至信息时代。工具制造技术的每次突破都引领了人类活动的技术创新。因此,这也解释了为什么增材制造让我们感到振奋不已。它能够对社会的各个方面产生影响,有些影响甚至超出了想象。

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additive manufacturing part

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图片来源:匹兹堡大学Albert To博士

 

然而仔细想想,你会发现历史突破有时候是千年一遇。人类在6000年前开始锻造金属,但是直到蒸汽机的发明才真正开启了飞跃式发展过程。相比而言,问世不到40年的增材制造技术很快扩展到工业应用。几乎每周我们都会听到有关工业增材制造的新应用、新方法和/或新投资。

加速发展

许多创新一同推动了增材制造的快速发展,如:材料、机器人与传感器等。但是,真正让增材制造从研究室进入工厂应用的动力来自软件。

开展面向增材制造的设计时,需要遵循与传统制造工艺不同的思路。从诸如悬垂、支撑结构布置、摆放方向等细节到诸如增材制造是否是给定应用的理想选择、需要使用哪些材料或者如何整合和优化部件等更重要的决策,都会让人感到无所适从。

对于数十年来一直熟悉研磨或者注射成型的设计工程团队而言,如果缺乏合适的工具和培训,他们就会裹足不前。或者更糟糕的是,他们可能因为听信按钮式生产的传闻而开始尝试增材制造,不料结果是失望透顶,然后则浅尝辄止。

“许多创新一同推动了增材制造的快速发展,如:材料、机器人与传感器等。”

建立文化关联

软件非常重要,它可帮助我们与硬件建立联系、了解各种控制参数对结果的影响,并把增材制造融入现有的产品设计、研发和制造流程。相关工具已经填补了增材制造过程的许多空白,它们专门可用于准备现有文件、从头开始增材制造设计、确定何时向服务供应商采购、确保打印床空间的有效利用、仿真具体增材过程以及了解设计变更如何影响构建等。

增材制造软件需要经过不断的改进,才能和其他制造工艺所用的软件一样成熟。不过,我们的设计工程团队已经从询问“为什么没有软件可以帮助我们完成这项工作”转变为询问“我应该选择哪个软件完成这项工作?”

与连续构建一样, 增材制造在软硬件层面不断改进,而且熟悉使用方法的用户也在不断增长,未来繁华指日可待。如果您还没有加入这个行业,那么请仔细考虑一下增材制造。过去几年软件层的发展可能会让您感到惊讶,而未来几年的发展将会让您望洋兴叹。

Gooch现任《数字工程》杂志(digitaleng.news)的编辑主任,该杂志面向的读者包括设计工程团队成员,他们希望了解相关技术,以优化产品设计和研发过程。

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