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通過集成3D打印增強(qiáng)您的CNC車間的能力，以利用快速原型制作，減少浪費(fèi)，并為客戶提供更大的設(shè)計(jì)靈活性。

人們通常認(rèn)為，在制造實(shí)心零件時(shí)，3D打印和CNC加工這兩種截然不同的制造方法是直接競(jìng)爭(zhēng)的。然而，事實(shí)上，這些對(duì)立面吸引。首先，當(dāng)在同一個(gè)團(tuán)隊(duì)中使用時(shí)，一個(gè)過程的優(yōu)勢(shì)補(bǔ)充了另一個(gè)過程的局限性。

只要看看今天絕大多數(shù)的3D打印服務(wù)也提供數(shù)控加工。從克拉夫特克勞德為了對(duì)輪轂進(jìn)行Xometry，這些服務(wù)知道有時(shí)3D打印零件需要一些CNC加工來實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的公差、更好的表面光潔度或簡(jiǎn)單地增加鉆孔。在其他情況下，客戶在其制造過程中可能有的CNC加工需求和3D打印需求，或者可能不知道哪種技術(shù)。

數(shù)控商店可以通過整合自己的3D打印服務(wù)來加入這個(gè)不斷增長(zhǎng)的制造商市場(chǎng)。

阿拉斯加費(fèi)爾班克斯大學(xué)地球物理研究所的機(jī)械車間最近增加了一臺(tái)來自Markforged的金屬3D打印機(jī)，以比其他方法更快、更便宜的方式為科學(xué)家制造專門的研究工具和組件(來源:阿拉斯加費(fèi)爾班克斯大學(xué))

舉個(gè)例子，RPG工業(yè)公司RPG Industries的總裁兼創(chuàng)始人Bob Gingsberg表示，俄亥俄州蒂普市的一家精密制造店將Markforged的金屬和碳纖維增強(qiáng)尼龍3D打印機(jī)整合到他們的產(chǎn)品中，用于快速成型和最終金屬零件的幾何形狀，這些零件對(duì)CNC來說成本太高。“復(fù)合材料和金屬3D打印確實(shí)將成為我們行業(yè)的未來，我們希望成為該領(lǐng)域的早期采用者和專家。”

3D打印機(jī)也是公司內(nèi)部機(jī)器車間的一個(gè)受歡迎的補(bǔ)充。美國商用電池電動(dòng)汽車制造商N(yùn)ikola Corporation對(duì)復(fù)雜的鋁零件進(jìn)行數(shù)控加工，但采用了BigRep的大型3D打印機(jī)來制造的夾具，以在加工這些零件時(shí)固定它們。

在這篇文章中，我們?cè)敿?xì)介紹了為什么你應(yīng)該在你的CNC商店增加一臺(tái)(或多臺(tái))3D打印機(jī)的十個(gè)原因，并介紹了一些已經(jīng)成功地同時(shí)提供這兩種技術(shù)的制造商。

更快更便宜的原型

碳纖維3D打印(來源:英國專業(yè)3D打印)

正如任何制造企業(yè)主都會(huì)告訴你的那樣，時(shí)間、成本以及如何降低這兩者始終是他們考慮的首要問題。設(shè)計(jì)迭代是制造過程的一部分，持續(xù)花費(fèi)比預(yù)期更長(zhǎng)的時(shí)間，并產(chǎn)生延遲可能導(dǎo)致的所有問題。

使用3D打印在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)創(chuàng)建工具或零件的原型正在成為全面數(shù)控加工前的重要一步。這有助于優(yōu)化刀具路徑、識(shí)別潛在問題和改進(jìn)制造過程。

使用3D打印的快速原型制作可以節(jié)省項(xiàng)目時(shí)間。例如，RPG工業(yè)的任務(wù)是重建一個(gè)停產(chǎn)的電機(jī)部分對(duì)于一輛老爺車來說。他們的步是用耐用的碳纖維尼龍3D打印零件，以測(cè)試是否適合裝配。“我們可以大大縮短交貨時(shí)間，”金茨伯格說。“我們能夠在沒有任何人工干預(yù)的情況下，通宵打印。”

節(jié)省的時(shí)間、易用性，以及在此過程中修改數(shù)字設(shè)計(jì)的額外機(jī)會(huì)，對(duì)工程車間來說具有變革意義。

擴(kuò)展的產(chǎn)品

總部位于上海的In3DTec提供傳統(tǒng)和添加制造(來源:In3DTec)

將3D打印服務(wù)添加到當(dāng)前的CNC加工產(chǎn)品中，只會(huì)擴(kuò)大您商店的潛在工作和客戶范圍。一些客戶的需求更適合3D打印技術(shù)，或者在產(chǎn)品開發(fā)過程的不同階段可能需要這兩種技術(shù)，例如在最終零件被CNC加工之前3D打印一個(gè)功能原型以供批準(zhǔn)。

三維科技上海的一家大型代工制造店表示，其CNC加工和注射成型能力補(bǔ)充了其金屬和聚合物3D打印服務(wù)，使其成為“高級(jí)設(shè)計(jì)的一站式商店”該公司表示，3D打印為客戶提供了更高的生產(chǎn)靈活性，不需要高成本的工具，有更多的幾何設(shè)計(jì)自由，并且可以按需快速打印零件。

這地球物理研究所的機(jī)械車間阿拉斯加費(fèi)爾班克斯大學(xué)的最近增加了一臺(tái)來自Markforged的金屬3D打印機(jī)，為科學(xué)家制造專門的研究工具和組件。“能夠進(jìn)行金屬印刷大大擴(kuò)展了我們的能力，”地球物理研究所機(jī)械車間經(jīng)理格雷格·希普曼說。“3D打印的一大優(yōu)勢(shì)是，你可以完成用機(jī)械幾乎不可能完成的幾何圖形。”

復(fù)雜的設(shè)計(jì)

來自Aidro的3D打印整合液壓和閥門組件(來源:Aidro)

有些零件極難或不可能用數(shù)控機(jī)床加工，如內(nèi)部通道復(fù)雜的零件。當(dāng)計(jì)算機(jī)打印無法解決問題時(shí)，3D打印可以為客戶提供解決方案。例如，創(chuàng)建帶有內(nèi)部冷卻通道的注射成型模型和型芯，或者通過使用填充模型而不是實(shí)心材料來減輕零件重量的能力。

因?yàn)?D打印可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，制造車間可以為客戶提供更多創(chuàng)新。可以更加靈活地應(yīng)對(duì)工程挑戰(zhàn)。例如，可以為3D打印重新設(shè)計(jì)多部件組件，以包含更少的部件，從而更容易和更便宜地生產(chǎn)，并包括新的效率。

更快的批量定制

大眾Autoeuropa的3D打印車輪保護(hù)夾具(來源:UltiMaker)

3D打印并不一定比CNC加工更快，因?yàn)榕可a(chǎn)速度取決于幾個(gè)因素，包括零件的復(fù)雜性、尺寸和材料，但當(dāng)涉及到一批全部定制或略有不同的產(chǎn)品時(shí)，3D打印是更好的選擇。

對(duì)于3D打印，沒有最小訂單數(shù)量，這可能是需要工具或模具的技術(shù)的情況。它有助于快速生產(chǎn)可輕松定制的小批量零件，使該流程成為利基市場(chǎng)、靈活批量或?qū)I(yè)設(shè)計(jì)的理想選擇。

例如，在大眾汽車歐羅巴，內(nèi)部機(jī)械車間曾經(jīng)外包專用裝配工具直到它安裝了UltiMaker 3D打印機(jī)。憑借快速批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)的能力，該公司成功地將每個(gè)新設(shè)計(jì)迭代需要35天的流程簡(jiǎn)化為僅4天，每年大幅節(jié)約成本91%或超過325，000美元。

該公司表示，控制整個(gè)設(shè)計(jì)過程意味著每個(gè)新工具現(xiàn)在只需10美元，團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)需要在內(nèi)部不斷改進(jìn)每個(gè)版本。

提高可持續(xù)性

幾乎任何類型的塑膠都可以被清洗、切碎、干燥，并制成3D打印機(jī)的原材料(來源:新的原料)

可持續(xù)發(fā)展是公司和制造商非常關(guān)心的問題，這既是對(duì)現(xiàn)代消費(fèi)者態(tài)度的回應(yīng)，也是對(duì)機(jī)械加工行業(yè)廢棄物遺留問題的回應(yīng)。

3D打印機(jī)可以成為你的機(jī)械商店的環(huán)保附加物。它們產(chǎn)生的廢物很少，并且通常不像其他車間工具那樣需要太多的能源，這取決于技術(shù)。此外，他們可以使用生物基和99%回收絲。有些甚至可以用你店里的碎塑膠垃圾打印。

打印店組織者

David Warboss為3D打印設(shè)計(jì)的釘板系統(tǒng)衣架和工具架(來源:Prusa印刷材料公司)

如果不僅僅是提供給顧客，3D打印機(jī)也是為你的商店創(chuàng)造產(chǎn)品的一個(gè)很好的工具。每個(gè)商店都有自己的需求，尤其是在組織輔助工具和配件方面。

在制造環(huán)境中，工具的存放方式和設(shè)備的布局對(duì)工人的移動(dòng)有著重要的影響。工具越近，組織得越好，工人花在獲取或?qū)ふ艺_工具上的時(shí)間就越少。

許多商店現(xiàn)在使用3D打印來定制設(shè)計(jì)和制造垃圾桶、衣架和其他工具架。抽屜組織器、櫥柜和其他儲(chǔ)物單元也可以定制，以提高工作區(qū)流程的有效性和效率。除了這些組織輔助工具之外，您的3D打印機(jī)還可以生產(chǎn)任意數(shù)量的定制耗材，如噴嘴、單件或機(jī)器部件。這減少了對(duì)外部供應(yīng)商的依賴，并允許快速更換。

定制夾具

費(fèi)城機(jī)械車間產(chǎn)品開發(fā)工廠的3D打印工具(來源:產(chǎn)品開發(fā)工廠)

3D打印機(jī)在現(xiàn)有CNC加工操作中的一種主要使用方式，用于創(chuàng)建CNC過程中使用的定制工具、夾具和夾具。這可以減輕來自時(shí)間、成本和勞動(dòng)密集型加工資產(chǎn)的壓力，同時(shí)提高CNC過程本身的精度和效率，尤其是對(duì)于的或?qū)ｉT的項(xiàng)目。

PHB加工和成型賓夕法尼亞州美景鎮(zhèn)。稱，3D打印在其商店中際的好處是它可以降低夾具和工具的成本。該公司表示:“由于CAD檔可以直接導(dǎo)入3D打印機(jī)，這也節(jié)省了我們團(tuán)隊(duì)為額外的加工設(shè)備編程的時(shí)間。”。“3D打印在許多情況下都是合適的，例如當(dāng)你希望節(jié)省成本，包括機(jī)械加工無法生產(chǎn)的功能，或者只是想拿在手中的低保真度零件。”

材料節(jié)約

數(shù)控加工產(chǎn)生大量廢品(來源:BigRep)

3D打印從零開始制造零件，只在需要的地方存放所需的材料，有助于限度地減少浪費(fèi)。與此相反，數(shù)控加工是一個(gè)減法過程，會(huì)產(chǎn)生大量的廢料。

將3D打印機(jī)添加到您的商店可以從兩個(gè)方面幫助節(jié)省材料。首先，通過3D打印精確的原型進(jìn)行裝配和功能測(cè)試，您可以確保最終的CNCed設(shè)計(jì)是的，不需要進(jìn)一步的迭代。

3D打印可以為您和您的客戶節(jié)省材料成本的第二種方式是3D打印機(jī)首先使用更少的材料。使用鈦等昂貴材料進(jìn)行3D打印需要的原材料更少，產(chǎn)生的廢料也更少。您還有機(jī)會(huì)改變零件設(shè)計(jì)以合并零件或創(chuàng)建網(wǎng)格填充而不是實(shí)體材料，這兩種方式都可以使用較少的整體材料來創(chuàng)建零件。

功能原型

來自加拿大阿爾伯塔省的PrototypeHubs(來源:PrototypeHubs)的多噴射融合3D打印尼龍手柄適合金屬部件

盡管一些3D打印技術(shù)適合設(shè)計(jì)原型，但其他3D打印技術(shù)可以在廣泛的工程級(jí)材料中生產(chǎn)功能原型，包括塑膠、金屬和復(fù)合材料。

這種類型的原型為客戶提供了在開發(fā)階段進(jìn)行物理測(cè)試的機(jī)會(huì)，這在探索材料選項(xiàng)時(shí)特別有用。

在這一領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)并向客戶提供原型材料好處的一家公司是產(chǎn)品開發(fā)工廠(PDFact)總部在費(fèi)城。該公司表示:“在特定環(huán)境條件下測(cè)試產(chǎn)品的功能和耐用性，會(huì)帶來新的迭代和改進(jìn)的設(shè)計(jì)。”“3D打印帶來了一大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榧词乖剂慵豢捎茫部梢詣?chuàng)建零件并將其集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。”

PDFact提供內(nèi)部5軸加工能力和各種3D打印技術(shù)，為客戶提供組裝和檢測(cè)設(shè)備的原型和概念驗(yàn)證。該公司使用功能原型進(jìn)行物理測(cè)試、機(jī)械性能以及測(cè)試系統(tǒng)和組件。

易操作的

A&M工具工程團(tuán)隊(duì)使用3D打印機(jī)為原型、工具和其他應(yīng)用生產(chǎn)零件(來源:Formlabs)

的3D打印機(jī)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是易于使用。與機(jī)械車間可能需要的CNC機(jī)器和其他專門設(shè)備不同，大多數(shù)3D打印機(jī)不需要專門的操作培訓(xùn)，對(duì)于技術(shù)高超、經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師來說相對(duì)簡(jiǎn)單。

這是當(dāng)時(shí)的情況A&M工具和設(shè)計(jì)總部位于馬薩諸塞州的一家機(jī)械商店，在從Formlabs引進(jìn)桌面3D打印機(jī)進(jìn)行現(xiàn)代化改造時(shí)，已經(jīng)運(yùn)營了65年以上。“3D打印已經(jīng)成為我們工具箱中一個(gè)無價(jià)的工具，”A&M運(yùn)營副總裁Guido Jacques說，“這是一種陳詞濫調(diào)，但它真的讓我們所有人跳出框框思考。”

該公司最初增加了一臺(tái)Formlabs樹脂3D打印機(jī)，以加快項(xiàng)目進(jìn)度并開放產(chǎn)能，以補(bǔ)充人手不足的工程團(tuán)隊(duì)，然后將3D打印應(yīng)用從原型和通信模型擴(kuò)展到快速生產(chǎn)工具和定制機(jī)械的最終使用零件。

源文摘自：all3dp