3D打印在产品设计与原型开发的应用

来源：闪铸

近年来，3D打印在产品设计与原型开发中应用的趋势越来越明显。我们熟知的工业包装、汽车、灯具、航天制造等领域中都或多或少地看见了3D打印的身影。而随着行业应用的不断深入，3D打印的应用肯定不仅限于此，正如卢秉恒教授所说“未来3D打印产业将逐渐成为各行各业产品开发的利器”。

Dreamer NX梦想家NX

3D打印在产品设计与原型开发中应用一般有两类：
一、原型设计开发验证
二、3D打印零部件的应用

1原型设计开发验证
3D打印产业兴起后让不少设计和生产者开始选择使用3D打印去替代传统的工业产品制造工艺。3D打印能够被设计生产者接受并受宠的原因自然离不开其能所能节省的成本和时间。

一个产品从前期的构思设计研发，测试到最终定稿生产需要经历无数次测验。传统手板制作、开模制作采用雪弗板激光雕刻、CNC加工等方式，周期比较长、而且制作过程中会产生大量的浪费。如果遇到工艺比较复杂的，制造过程还会有技术难度以及花费更多的时间。

而3D打印技术一次成型，无需考虑任何夹具设计模具，在工艺上可以完成更复杂的结构造型，节省材料成本，缩短周期，更快投入市场。最重要的是，更适合小批量个性化定制产品。

  

（门把手3D打印原型件）

  

（灯罩3D打印原型件）

2 3D打印零部件的应用
在不少产品开发设计中，也不乏在设计开发零部件时直接采用3D打印的方案，也就是说生产中直接在产品上使用3D打印零部件。一般考虑使用3D打印的部件多为承重要求不高、原创设计结构较复杂，功能上有特殊要求或者尺寸很大，传统方式的设备无法完成的一些零件。

在和不少设计者的沟通中了解到，很多情况下开发设计中需要考虑制造成本、重量问题还有研发生产周期，这种时候3D打印便成了最优选择。例如国产民航机C919装载了28个3D打印钛合金零部件，分别应用在C919前机身和中后机身的登机门、服务门以及前后货舱门上，以实现机身减重的需要。

  

（C919 3D打印零部件）

除了金属，光固化打印外，FDM工业化发展也将成为趋势，虽然FDM在精度和承受力有些局限性，但现在也有不少设计者运用其进行设计开发，尤其在高校实验中比较普遍。例如，西安交通大学机器人队在机器人设计中使用了大量的3D打印异形辅助零件。

  

（西交大机器人3D打印件应用↑↑↑）

浙江大学Hello World队也在无人机机器人的连接结构件上，拨弹片装置上使用3D打印件以节省制作成本，减轻重量。

  

（浙江大学Hello World队3D打印件应用↑↑↑）

3D打印技术的应用辅助解决了传统工艺制作中面临的部分技术难题。无论是测验还是直接使用，3D打印作为新的补充方式，都有效地优化了产品开发流程。

我们不可否认3D打印在产品开发应用方面取得了重大进展，但仍在不少领域受限于材料性能等，不过闪妹相信随着我们不断地探索研究，3D打印在精度上，强度上会有更多的改进，开发出更多的材料，使得3D打印在产品设计与原型开发中的应用会越来越深入。