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工程师都会怎么使用3D打印机？ | Ultimaker练工厂

工程师都会怎么使用3D打印机？ | Ultimaker练工厂

2021-12-23

除了打印1个好玩的小摆件或结构件，你印象中的桌面级3D打印机还能拿来做什么？打开视野，其实工业领域才是 Ultimaker 的主流应用场景。今天我们以1个“静态混合器”为例，带你看看 Ultimaker 是如何帮机械工程师提高效率的。 简科普：静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。（来源：百度百科） 本次案例将使用 Ultimaker 2+ Connect 打印 Ultimaker Cura 4.12 切片处理的低截面高度比的复杂曲面模型，并且将打印完成的成品进行安装调试使用，让我们一起来看看吧。 设计过程 首先在三维建模软件中完成混合单元的建模，混合器叶片的大小尺寸，曲面参数将影响混合物的混合效果，具体参数根据需求定夺，两片混合器叶片组成一个混合单元，可以安装多个混合单元来增强混合效果。 设计技巧：模型与打印平台的接触面尽量为平面；②混合叶片间预留好卡口，方便后期定位安装。 材料选择 结合应用场景，静态混合器在实际使用过程中，会一直有流体的冲刷，可能还会有细小颗粒的摩擦。所以在材料的选择上，需要兼顾耐磨性、高强度、高刚性，同时平衡打印的难易程度和材料经济性，因此我们此次选择 Ultimaker PETG 作为材料构成。 Ultimaker PETG 因为是Ultimaker的官方材料，所以会在Ultimaker Cura中预置好，我们可以直接调取打印参数。但如果我们有一些特殊的应用场景（比如防静电、阻燃等）那还需要第三方耗材。他们的打印参数设置相对会更复杂一点，对于没有此类耗材打印经验的新手而言更是会有因为参数设置不对而“打坏”的风险。但是不用担心，我们依然可以使用 Ultimaker Cura，通过其中的Ultimaker Marketplace Materials 一键调取市面上常见耗材的打印参数，帮我们大大节省试错成本，减少打崩的风险。 Ultimaker Marketplace Materials 是一个开源的打印参数库，每年 Ultimaker 都会更新新材料的打印指导参数，同时也接受其他Maker提交参数数据。灵活使用，能帮助我们站在“巨人的肩膀”上大大提高打印效率。 打印准备 对于类似混合叶片这样的，模型与平台接触面积较小，模型高度较高的模型，大多数情况下需要在Cura中将“打印平台附着类型”设置为Brim以增加模型与平台的接触面积，增加模型在平台上的附着力。当模型需要越大的附着力时，可以适当增加Brim宽度。 Brim 会在模型底部周围添加单层平面区域，以防止翘曲。同时使底部表面积更大，以增加对打印平台的附着力。 我们还可以通过调节支撑的生成角度来增加支撑，提高模型在打印平台上的附着力。这对于一些无法由Brim来增加打印平台附着力或效果不明显的场景是非常实用的。 产品打印及使用 在使用 Ultimaker Cura 完成切片之后，我们就可以使用 Ultimaker 2+ Connect 进行打印啦。点击下方视频，查看切片打印全流程 —— 成品使用场景图 Ultimaker 2+ Connect 凭借其精湛的打印质量和工艺品般的工业设计，足以被称为一款优秀的桌面3D打印“工坊”。 本案例中，使用 Ultimaker 2+ Connect 打印的静态混合器，无论是曲面精度，还是时间、加工成本，相较于传统的加工环节都有着较大的优势。并且依托 Ultimaker Cura 的能力，实现一键调取打印参数，又快又好地满足几乎所有的工程应用场景需求！ 本次教程使用机器为Ultimaker 2+ Connect Ultimaker Cura 4.12版本 源文摘自：Ultimaker

使用3D 打印为赛车制造耐热最终用途零件和备件

使用3D 打印为赛车制造耐热最终用途零件和备件

2021-12-23

安德烈Pirazzini，的创始人Help3D，使用Formlabs 3D打印机创建一个坑自行车，他骑在12 Pollici意大利杯冠军的进气歧管。  当他的团队调整摩托车时，他们尽可能地尝试提出线性功率输出。Pirazzini 对可能的歧管绞拧设计使用流体动力学分析来限制马力，而不必应用可能产生局部压降的减压法兰。  Pirazzini 转向3D打印，因为这让他能够以低成本打印同一零件的多个版本，第二天测试设计，并在赛道上占据优势。Pirazzini 的队友 Elia Marescutti 骑着一辆带有3D打印歧管的自行车赢得了 2021 年的冠军。请继续阅读以了解 Pirazzini 如何开发该项目。 2021 年 S1 Over 锦标赛冠军 Elia Marescutti 的摩托车使用了印在Form 3上的定制歧管。 对流形进行逆向工程以优化性能 Pirazzini 从 2012 年开始骑摩托车。从一开始，他就一直使用 3D 打印为他的自行车制作小部件，例如秒表的支架。在得知Rigid 10K Resin的推出之前，他对开发更多功能性和耐热性的产品犹豫不决  。 在详细咨询了规格后，Pirazzini 认为3D打印进气歧管（传统上由铝加工而成的零件）将是一个有趣的项目。过去，他曾尝试使用FDM技术，但结果并不如他所愿，因为漏气使化油器和发动机的输出失真。 自行车引擎的扫描。 为了开发该项目，Pirazzini 使用3D扫描和Autodesk Fusion 360软件对设计进行逆向工程。四冲程发动机（两气门）发动机及其框架和化油器的扫描帮助他正确确定了歧管的尺寸，然后将其定位，以便化油器不会撞到框架或排气系统。Pirazzini 还设计了进气喇叭和进气管。通过使用 CAD，可以将汽缸盖入口的直径与化油器对齐，从而避免台阶和任何压降或湍流。 用 Form 3 打印的不同版本的进气歧管。 万一必须剥离歧管以限制最大功率输出，Pirazzini 创建了歧管的 3D 模型，其尺寸可在不失去线性度的情况下限制输送的功率。然后，他在测试台的帮助下进行了试运行，这使得为他检查的每种类型的发动机找到合适的歧管成为可能。  结果是在更高的发动机转速下延长了输送曲线，而没有经典的马力损失。从本质上讲，与标准机加工歧管相比，该发动机具有更大的马力（约1马力，几乎增加了 10%），同时保持在锦标赛规则规定的限制范围内。 使用刚性10K树脂打印耐热物体 新的歧管设计是通过Form 3使用Rigid 10K 树脂以 100 微米的层高打印的，从而形成没有可见层线的光滑表面。至于饰面，Pirazzini 使用经典的水性砂纸打磨表面。与必须进行外部和内部处理才能防水的 FDM 歧管不同，SLA 打印可创建坚固且防水的部件。 打印时间取决于歧管的厚度和尺寸，但通常在两小时到两小时四十五分钟之间变化。每个零件的价格在 10 到 12 欧元之间。Pirazzini 可以在一夜之间打印多达七种不同类型的流形，然后他可以在第二天进行测试。 Help3D 的创始人安德里亚·皮拉齐尼 (Andrea Pirazzini) “在 3D 打印领域，PreForm 是我用过的最简单、整体性能最好的程序。”  两个版本的进气歧管准备使用 PreForm 进行打印。 在 PreForm 中，用户可以手动定位对象或使用自动定位。Pirazzini 发现后者非常有用，因为它倾向于最大限度地减少可以根据用户需要添加或删除的支持的创建。如果打印作业的关键区域缺少支撑，软件将通知用户。 Help3D 的创始人安德里亚·皮拉齐尼 (Andrea Pirazzini) “特别是 Form 3 的一个非常好的地方是，与打印件接触的支撑物的尺寸非常小，并且只留下很少的残留物需要去除。” 结果 Pirazzini 用 Form 3 打印的歧管完美地经受住了高温和低温，并且仍然安装在他的维修站自行车上。由于使用了热像仪，Pirazzini 发现 Rigid 10K Resin 还提供了明显更好的热性能：与经典铝制歧管相比，带有散热片的 3D 打印歧管记录的温度低 40-50 摄氏度。此外，在大约 33 度的外部温度下进行了大约 20-25 分钟的比赛后，可以触摸歧管而不会被灼伤，因为它实际上很冷。 即将开展的项目 进气歧管只是使用 Rigid 10K 树脂的项目之一。事实上，Pirazzini 预计这种材料也适用于制造二冲程发动机的簧片阀组、挺杆盖、气缸盖联轴器的减速法兰以及任何其他需要耐空气的部件。 源文摘自： Formlabs 

从惠普3D打印机制造了1亿个零件，看汽车行业批量应用

从惠普3D打印机制造了1亿个零件，看汽车行业批量应用

2021-12-29

导读：低成本、高效率的生产是3D打印追求的重要方向，惠普的MJF（Multi Jet Fusion）技术一直在朝这个方向努力，而且取得了不错的成果，打破了一些人所谓的“3D打印没法用于批量生产”的魔咒。 2021年9月14日，南极熊获悉，惠普宣布，全球的惠普3D打印机已经累计经生产了1亿个零件，这可是一个不小的数目，汽车行业的规模化应用贡献了一定的力量。 汽车业是正在经历数字化转型的众多行业之一，正在迅速转向电气化，供应链本地化。世界上最大的汽车制造商大众汽车公司，是第一家使用金属粘合剂喷射3D打印机（HP Metal Jet）来生产全功能终端3D打印结构件的汽车制造商。 惠普公司个性化与3D打印业务总裁Didier Deltort说："过去18个月的经济、政治和医疗保健方面的波动是行业的一个分水岭时刻。世界各地的公司希望更快地将新产品推向市场，提高供应链的弹性，并接受新的商业模式，增材制造的好处正在被认识。惠普庆祝在Multi Jet Fusion上打印的零件超过1亿个的重要里程碑。" 汽车3D打印推动行业发展 惠普正在与世界各地的几十家汽车制造商、供应商和生产伙伴合作，设计和开发从原型到生产的可持续的3D打印零件。 惠普公司Multi Jet Fusion业务全球负责人Guayente Sanmartin说："我们每天都看到许多不同行业的3D打印应用越来越多，越来越成熟，特别是在汽车行业。汽车制造商正在开拓进取，他们扩大了对3D打印的使用，用3D打印取代了传统的工具，用功能原型快速迭代，设计全新的个性化部件，并扩大全功能最终部件的短期生产。我们的客户正在利用Multi Jet Fusion提供的工业级能力--效率、可重复性、零件质量、成本效益等--来实现这些不断增长的机会。" 惠普与汽车制造商的合作 福特汽车公司：高度个性化的消费体验市场正在增长，惠普将为2022年的福特Maverick卡车和新的福特集成拴系统（FITS）开放配件平台，展示各种概念验证的3D打印配件。惠普和福特还开创了一种可持续发展的合作关系，重新利用3D打印材料并将其转化为汽车零部件。 通用汽车：已经生产了各种3D打印最终部件，包括凯迪拉克V系列的HVAC管道、Corvette C8的冷却管道，以及其他用于设计迭代、原型制作和服务的部件。 日产：SOLIZE公司和惠普与日产合作，为日产的NISMO按需生产已停产的替换零件。 大众汽车：大众汽车公司正在为T-Roc敞篷车的A柱整合惠普金属喷射技术生产的最终部件，结构件已通过碰撞测试认证，重量比传统部件轻近50%。 惠普3D金属业务的全球负责人Ramon Pastor说："像大众这样的领先汽车制造商正在利用惠普的3D打印解决方案来改造传统制造业，并将其规模化，实现大规模生产，惠普金属喷射技术可以帮助客户释放创新的新设计，并最终更有效地生产出性能更好的零件"。 里程碑事件 Forecast 3D公司继续投资惠普MJF 3D打印机，以扩大生产能力，他们已经拥有34台HP 3D打印机，Forecast 3D公司正在为Syng公司的扬声器制造一个关键部件。 Custom Color公司计划在现有机群中增加30多台HP Jet Fusion打印机。 Avid、JawsTec和Weerg，也在扩大规模以满足客户需求，在现有的产品组合中增加了几十台HP Jet Fusion 5200 3D打印机，并生产全新的应用。 惠普3D-as-a-Service（3DaaS）：2019年推出的惠普3DaaS业务模式，通过释放资本灵活性和提高业务敏捷性，帮助客户扩展到大规模生产。这种模式在COVID-19大流行病的动荡期间被证明是大有裨益的，并在惠普的客户群中被越来越多地采用。 Cobra Golf：同时使用惠普Multi Jet Fusion和惠普Metal Jet，Cobra Golf是第一家将高性能3D打印高尔夫球杆商业化的高尔夫制造商。 现代汽车集团：支持韩国射箭协会，现代汽车使用惠普Multi Jet Fusion生产高度个性化的3D打印握把，帮助韩国男子、女子和混合队在7月23日举行的2020年东京奥运会上夺得金牌。 Savage Automation公司：该公司正在使用惠普Multi Jet Fusion打印高度定制的3D打印臂端工具（EOAT），用于高端注塑成型应用。  源文摘自：南极熊

美国军方购买500万美元的FDM 3D打印机，到底想干啥？

美国军方购买500万美元的FDM 3D打印机，到底想干啥？

2021-12-29

2021年11月12日，南极熊获悉，3D打印机零售商MatterHackers最近获得了一份500万美元（约3200万人民币）的IDIQ合同，在未来五年内向美国军方提供桌面3D打印系统。 这一份增材制造系统（AMS）合同被认为是有史以来最大的桌面3D打印机军事合同，将把Ultimaker S5系统、工业级丝材、IT、维护策略和现场支持提供给美国海军和海军陆战队在美国和海外的基地。3D打印系统的交付将在2021年底开始，到2025年将有多达75个3D打印中心投入使用。 Ultimaker的S5 3D打印系统是这份合同 "理想的3D打印机"，因为它具有 "大构建量、带有NFC芯片的兼容材料目录便于使用、IT安全的设计选项和强大的Cura软件"。MatterHackers自2015年以来一直是Ultimaker的经销商，并将从其宾夕法尼亚州约克和加利福尼亚州橙县的仓库运送机器。他们还将依靠另一个长期合作伙伴Building Momentum，为每个收到一级AMS的军事基地提供实践培训，包括在整个五年合同期内的持续支持。 3D 打印天线支架的原型 MatterHackers战略合作副总裁Mara Hitner评论说："MatterHackers对NAVAIR的承诺不仅仅是向战场和作战人员提供3D打印机，而是提供持续的培训和个性化的支持，以确保这些系统在关键应用中得到充分利用，尤其是Ultimaker S5的各种坚固的工程级材料，这些系统对我们的作战人员在世界各地开展工作的能力所产生的影响将是前所未有的。" Building Momentum的首席运营官Thomas Sullivan补充说："我们很感谢有机会对NAVAIR的团队进行这些3D打印机的培训，因为我们已经亲眼看到它们对影响军队以及企业的真正变革有多么巨大的影响。我们的创新训练营培训计划多年来取得了广泛的成功，而3D打印是该计划的一个关键部分。我们期待着与NAVAIR建立关系，并继续我们对MatterHackers的承诺，使所有各方受益。" 美国国防3D打印战略 2021年1月，隶属于美国防部研究与工程副部长办公室的美国国防制造技术规划办公室发布首个综合性增材制造战略报告，简要分析了制定增材制造战略的目的，明确了增材制造的未来发展愿景、战略目标及发展重点。 美国防部认为，虽然增材制造在整个国防工业基础中的应用不断增长，但仍具有很大发展潜力，属于一项新兴技术。基于此，美国防部提出增材制造技术的发展愿景：增材制造将促进建立更敏捷、适应性更强和更统一的国防供应基础，将成为国防部和国防工业基础广泛使用的制造技术，应用于武器系统创新设计，提高武器系统可靠性和作战能力。 针对该发展愿景，美国防部提出五大战略目标及其关键发展领域，具体如下： 战略目标1：将增材制造集成到国防部和国防工业基础中 美国防部将通过政策、指导方针和实施计划，整合和促进增材制造在整个国防部运营和工业供应链（从工程、采购到维护）中的应用，推动武器系统现代化，提高装备战备水平，增强作战能力。 关键发展领域包括： （1）制定政策和指导方针，以在最大范围内切实可行地使用增材制造； （2）修订国防部增材制造实施计划； （3）制定成功的指标和度量标准； （4）在国防部合同管理和武器系统采办管理中开发并共享增材制造业务模型； （5）采用合理的风险管理措施。 战略目标2：协调国防部和外部合作伙伴的增材制造活动 美国防部将通过与其他政府合作伙伴、工业界、学术界合作，调整增材制造相关领导机构、资源、指南和工作流程，以减少采用增材制造的障碍，改善整个武器系统的可维护能力。 关键发展领域包括： （1）合作活动的支持以及跨军种资源的共享协作； （2）修订联合路线图并调整资源； （3）与联邦政府及外部利益相关者合作。 战略目标3：推动和促进增材制造的敏捷应用 美国防部将在整个技术和业务流程中，修改增材制造相关政策，增强对增材制造的科学理解、创新设计，推动增材制造设备、材料和技术的融合发展，扩大增材制造在国防部各军种以及工业基础中的采用率，提高增材制造应对战争需求的敏捷性。 关键发展领域包括： （1）开发并共享新的增材制造资格认证和鉴定方法； （2）利用先进技术指导设计； （3）利用数字线索/数字孪生支持增材制造的现场部署和应用。 战略目标4：通过学习、实践和分享知识以提高增材制造应用熟练程度 国防部各军种将教育和培训从事增材制造的技术和业务人员，以保障国防工业基础中足够的增材制造劳动力。 关键发展领域包括： （1）学习流程和最佳实践； （2）进行零件制造实践； （3）分享知识。 战略目标5：确保增材制造工作流程的安全 美国防部将通过构建数字线索、整合增材制造工作流程、控制权威增材制造数字数据的访问权限等途径，保障整个增材制造工作流程的网络安全。 关键发展领域包括： （1）保护、控制和管理数据传输和访问； （2）将增材制造机器直接与安全网络连接； （3）利用质量保证流程验证零件质量。 源文摘自：南极熊

你一定要知道的5类3D打印技巧 | 行业视角

你一定要知道的5类3D打印技巧 | 行业视角

2021-12-30

什么是FFF 3D打印技术？FFF 3D 打印是一种增材制造技术，它通过挤出一层层较薄的材料来逐层构建物体。可运用该技术配合工程级热塑性塑料，创造坚固的模型和部件。基于逐层打印部件的这种技术，FFF 为设计带来了更大的自由度。 那么我们在使用FFF 3D打印技术进行打印时，需要注意什么？新用户如何轻松进行 FFF 打印？今天我们将展示行业中的最佳实践案例，并详细介绍他们如何做到减少打印时间和错误。 选择合理的打印方向 从CAD模型，到3D打印成品，除了拥有1台 Ultimaker，你还需要知道如何在 Ultimaker Cura 中进行设置。 由于打印机有构建容积限制，所以可打印的部件大小也有限。例如，Ultimaker S5 的容积为 330x 240 x 300 毫米。因此，若要打印底座为 300 x 300 毫米的部件，则需要改变该部件的摆放位置，可能还要调整部件的方向以减少支撑材料。 部件方向对打印模型的质量起关键作用，同时也影响打印精度、制造时间、强度和表面光洁度。在打印方向的选择上，纵向放置，会比横向放置花费更多的时间，而且在XY方向上更脆弱。 举例说明 – 假设我们打印如图的两根管子。第一根管子的中轴是垂直的，3D 打印机将这根管子切割为互相层叠的圆圈，最终就会形成一个外表面光滑的圆柱体。但如果同一根管子以水平的方向摆放，则它将被切割成不同宽度的矩形，互相层叠。这样就会产生一根表面为“阶梯状”的管子。而且除非使用 Ultimaker PVA 等水溶性支撑材料进行打印，否则接触构建板的表面将会是一个平面。 部件方向影响打印的可靠性和质量 选择合适的支撑 与传统制造技术不同的是，3D 打印可实现大型悬垂、底切和互锁部件。不过，在为 FFF 进行设计时，请记住：该技术无法实现将材料凭空沉积。每层都必须打印在下层材料的上方。 在没有支撑材料的情况下，能打印出的悬垂（只有一部分受到下层支撑或完全无支撑的区域）十分有限。对于 FFF 技术来说，建议的极限角度约为 45 度。我们不建议在悬垂方向上直接打印小于45°的构件，否则建议增加支撑。 Ultimaker Cura 可检测模型的哪些区域需要支撑材料，并自动生成支撑。打印完毕后，可通过后期处理去除支撑材料。 此部件用“边缘”功能进行附着，并使用水溶性支撑材料。如有必要，Ultimaker Cura 可自动生成这些结构 使用水溶性支撑材料可让打印表面不留痕迹，并可扩展 FFF 的功能，使得只需一次打印即可制造嵌套和移动部件。也可以考虑Ultimaker Breakaway ，适合具有扁平悬垂和水敏性构建材料的设计，它在打印时具有可靠的附着力，并易于在打印后去除。 总 结 部件方向选择至关重要 不同的部件方向将影响： • 表面质量 • 强度（FFF 打印的部件在 XY 方向上比在 Z 方向上更坚固） • 打印时间（更多的层可能会影响打印持续时间） • 所需的支撑材料（这一点会影响打印时间和成本） 模型角度决定支撑需求 我们不建议在悬垂上直接打印小于45°的模型，否则建议增加支撑。 源文摘自：Ultimaker

5种降本增效的改进方法，据说只有1%的公司在用… | 行业视角

5种降本增效的改进方法，据说只有1%的公司在用… | 行业视角

2021-12-30

增材制造正在彻底改变生产流程。尤其是熔丝制造 (FFF) 3D 打印，这项技术已经获得了世界各地从汽车工程到健康和美妆等各行各业的广泛采用。 许多全球品牌利用 3D 打印来降低生产成本、加快上市时间以达到超越竞争对手的目的。那么他们在生产的过程中都有哪些节省生产资金的方法呢？ 今天就让我们通过运用 FFF 3D 打印降低生产成本的先行者的故事，来了解在生产中节省资金的5种方法。 首先，让我们先来看一下视频—— No.1 直接进行应用工具的打印 工厂和车间依靠各种制造辅助设备简化生产。但制造辅助设备一般都是高度定制的物品。3D 打印带来了灵活性并避开这些限制。由于每件物品都是在组织内部产的，因此制造过程完全可控。 此外，3D 打印的聚合物还具有多种性质，如韧性、强度、灵活性和耐化学性。而且材料价格低廉，可进行更多次的设计迭代。如果需要更多部件，只需打印更多即可。 荷兰皇家空军通过采用 3D 打印，只需短短几小时，就能经济实惠地为特定应用制造工具，让部件的生产成本从1000美元缩减至10美元。 大众汽车公司使用 3D 打印的制造辅助设备大力提高生产效率，让夹具的研发时间从56天减少至10天。 这些都是运用3D打印直接进行应用工具打印的成功案例。 No.2 更高效率的验证设计 内部 3D 打印可加快原型制作周期，以使您的产品更快进入市场。3D 打印的原型准确而又功能齐全，生产成本低廉，并可与客户和顾客共享以测试形状、适合度和功能。借助经过改良的 3D 打印原型，其他部门还可以抢在第一个生产项目制造出来之前，率先制定出市场营销传播和销售策略。 英国制造公司 Sylatech 利用 3D 打印来确认生产前的物品尺寸是否准确，让项目研究周期从28天减少为5天。 在部署 3D 打印之前，欧莱雅需要耗时长达18个月才能研制出包装原型。 现在，只需短短几天即可验证设计。 在全球制造业领域，只有不到 1% 的公司目前正在采用 3D 打印技术。 他们可以更快地验证设计、简化模型制作、轻松提高产量...... 源文摘自：Ultimaker

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