如何有效减少工业3D打印机带来的额外制造成本？

通过降低模具成本、减少材料、减少装配、缩短研发周期等优点，在工厂生产过程中，可以降低企业制造成本，提高生产效益。那么，这种3D打印增材制造的加工方式我们能做到节约成本吗？

本文结合增材制造的四大设计要素，分析了如何才能减少3D打印所带来的额外制造成本，更好地发挥3D打印技术在降低企业制造成本、提高综合效益方面的优势。

一、设计优化

精密的3D打印零件遵循的许多原则与注射成型类似，例如：在相邻表面之间采用渐变过渡；避免出现截面面积和零件体积有很大差别的情况；避免在成品零件上产生残余应力的尖角；无支撑的薄壁结构不能太高，否则会发生翘曲。

二、抛弃传统

通常的3D打印部件都是仿生的，比如蜂窝结构或者复杂的点阵列。在设计时，不要害怕使用这种结构，只要它们能制造出更轻更坚固的零件，在设计中不用纠结孔洞结构的使用，因为通过传统的制造方法在零件中无形中钻孔会增加材料的浪费，从而提高成本。

但是，在增材制造中，特别是使用激光熔融金属3D加工圆孔时，需要综合考虑是否加入了孔洞的支承结构和下表面可能会发生的变形，有的采用泪滴形或六角形等孔形结构代替圆孔是比较好的设计方法。

三、考虑到在大规模生产中零件是如何制造的

3D打印技术能实现自由造型，给零件设计创新带来了很大的空间，比如，3D打印技术能制造出有许多孔的零件，但这并不意味着一定要用这种方式来设计零件。

原因在于，许多企业认识到工业3D打印机可以适应零部件的小批量生产，但当企业所需的产品大量增加时，仍然需要考虑将传统工艺转换为机械加工、铸造等，在这样的情况下，设计师需要在设计初期综合考虑未来将零件投入量产时所采用的制造工艺是否同样能成功地实现设计，从而在设计中进行权衡。

可制造性(DFM)分析在设计周期的早期是很重要的，这样做可以确保企业在整个零部件生命周期内都能实现低成本高效率的生产。

四、着眼全局

尽管3D打印的材料成本、设备成本要高于成熟的传统制造工艺，但也不能让它落空。更要紧抓3D打印技术在实现零件的轻量化结构、功能一体化等方面的优势，使3D打印技术在零件优化设计中发挥作用。