制造商可以通過使用3D打印來減少產品和組件中的零件總數，從而提高生產率。設計復雜的產品(或裝配)總是會帶來挑戰(zhàn)。創(chuàng)建一個需要盡可能少的部件的設計 - 同時保留全部功能 - 可能更具挑戰(zhàn)性。一般而言，減少組件中的組件數量有助于更好的制造過程 - 這對于所有制造來說都是必不可少的。但是，在使用傳統(tǒng)流程的同時執(zhí)行零件數減少練習只會減少零件數量。

將添加劑制造添加到生產組合中可以減少部件數量的步驟變化，同時提供從一開始就不常見的多種商業(yè)利益。然而，最大化效果需要改變設計的思維過程和對增材制造的理解。制造商通常在3D打印專家的幫助下成功實現這一目標。Atlantic Design&Manufacturing是東海岸領先的設計工程師貿易展，提供最新的3D打印，自動化和CAD / CAM軟件，包括FedEx，GE Appliances，Procter&Gamble以及其他數百種軟件。

在傳統(tǒng)流程下，組裝可能需要多個設計工程師 - 通常遍布全球，可能在不同的組織中，并且可能在多個CAD平臺上工作。部件的制造可能需要使用多個數據集的多個源。零件和組裝的檢查將是頻繁的，并且成品組件的維護可能需要多個修理源和許多部件在箱中或按順序。將添加劑添加到混合物中使得相同的組件通?？梢宰鳛閱蝹€整體部件生產 - 包括金屬和塑料。它還通過單一設計，生產，制造，檢查和維護來簡化整個設計和供應鏈

通過成功的設計，您可以生成單個功能部件 - 意味著一個數字CAD文件，所涉及的設計工程師明顯更少。制造業(yè)現在只有一個來源，一個數據源，供應鏈和零件質量的失敗點都少得多?，F在有一個檢測源，顯著改善了公差，幾乎沒有公差堆疊。通過提供一個維修源并立即訪問零件來轉換維護。如果3D打印部件有任何延遲，則后退訂單應該是幾天，而不是幾周或幾個月。

使用添加劑減少零件數量可以更快地提供零件，優(yōu)化的重量和專為真正的功能而設計。單個集成部件可通過集成功能提供極大改進的性能，這是傳統(tǒng)制造技術無法實現的。還有更少的故障點，如果設計正確，大大改善了更換或大修之間的平均時間。此外，您的供應鏈剛剛從50家供應商轉變?yōu)樯贁祹准?，同時降低了與裝配工作相關的人工成本。您的零件清單，BOM和PLM數據也得到了簡化。

提高收入雖然上述所有因素都可以改變您的底線成本，但使用增材制造減少零件數也可以改變您的收入。例如，通過更好的部件更快地滿足客戶的需求，您現在可以更快地將產品推向市場并獲得利潤。更靈活的供應鏈意味著您可以更輕松地維修和維護產品，保持客戶滿意并邀請重復業(yè)務。

每當我與客戶就此主題進行交流時，一旦我們完成了一些示例，我就能很快看到燈泡的瞬間。工業(yè)設計師和工程師幾乎需要拋棄舊的想法，“我將如何在鈑金中做到這一點?”并開始想象，“完美的部件會是什么樣子?”更常見的是，隨著傳統(tǒng)的卸扣被移除，部件數量減少是一種自然的有機過程。通過增材制造，您可以包括集成的共形冷卻通道或液壓輸送管線。其他功能，只是因為傳統(tǒng)的制造要求，可以刪除。

思維添加劑作為解決方案

讓我們來看看歐洲燈泡制造商的石英燃燒器系統(tǒng)。下面顯示的原始組裝焊件有20個零件，組裝起來很棘手，生命周期大約為6個月。我們在比利時的團隊與客戶合作，在我們的3D打印機上創(chuàng)建了一個用Ni718材料進行3D打印的單片零件。結果真的賣得自己：

零件數減少 - 20：1

生產時間減少75%

材料量減少50%

成本效益提高60%

平均故障間隔時間(MTBF)提高3倍

該部件壽命的3倍改進是通過材料體積減小，距離燃燒氣體小于1mm的共形冷卻通道以及使用Inconel材料來提高耐熱性的組合。

通過塑料添加劑也可以減少部件數量，同樣的方法也可以發(fā)揮作用。這種真空成型的管道需要16個部件加上粘合劑才能在塑料3D打印之前進行組裝。通過將零件組合成一個零件，客戶可以生產零件，減少勞動力需求，無需加工。這消除了裝配錯誤的風險，并創(chuàng)造了更好，更輕的產品。

我們最近與客戶一起研究的賽車排氣是另一個很好的例子。在下圖的左側，您將看到用于組裝排氣裝置的大約20個鈑金零件，包括許多液壓成型零件 - 每個零件都需要單獨的工具和很長的裝配時間。在右側，您將看到在我們的金屬3D打印機上使用XHP-Ti打印的單個整體部件。

與通常生產組件通常需要的周數相比，僅在23小時內打印出另一個3D。使用單個CAD數據文件，設計時間從6周減少到6天。拆除裝配錯誤，并將裝配檢查減少到一次檢查。焊接不需要固定裝置，典型的壁厚為0.5 mm，比原裝制造的排氣裝置輕約25%。

可以說，幾乎所有的制造業(yè)務都可以通過使用增材制造來減少零件數量。所需要的只是你的CAD系統(tǒng)和一位設計工程師說：“怎么辦?”

Colin Blain是3D Systems的主要高級應用工程師，專門從事添加劑制造設計。雖然他在英國工作，但他是3D Systems全球應用