3D 打印在一个关键方面作为一种颠覆性技术是独一无二的，它在大约 25 到 30 年前通过引入快速原型制作颠覆了制造范式。它再次扰乱制造业。
3D 打印已证明可用于生产。现在的问题是，充分发挥其功能的最佳点是什么？这是基于这样一个事实：如今，3D 打印技术已经完善到真正可行的生产技术。现在，制造商之间的对话围绕着最明智地使用 3D 打印进行生产、它的优势是什么、最佳产量的最佳点在哪里、通过使用它存在的机会是什么以及进入壁垒是什么?
制作or Buy
到 2021 年，几乎没有制造企业不会在某种程度上使用或尝试采用 3D 打印，无论是作为现有传统制造工艺的补充技术，还是作为备选。许多原始设备制造商将使用桌面 3D 打印机进行快速原型制作，纯粹是为了尽早获得其产品设计的合理准确的 3D 模型，但这些打印机并不是为更严格的生产应用而设计的，在这些应用中，可重复性和准确性/公差达到至关重要。
达到生产水平可重复性和准确性的 3D 打印机通常是昂贵的野兽。正因为如此，许多潜在用户对所需的大量资本支出望而却步，因此与 3D 打印分包专家联系，他们不仅拥有必要的内部高质量 3D 打印机水平，而且还拥有获得最大收益的经验
3D 打印的想法是即插即用技术是一个神话。入门级台式打印机只需要一点知识即可操作。但对于生产应用，实现必要的构建参数、质量、每个零件的成本和构建的及时性需要大量的经验，而分包机构在这方面拥有丰富的经验。
注塑成型的优缺点
在生产塑料零件方面，3D 打印正在一个传统加工技术为注塑成型的领域发挥作用。
注塑成型仍然是大批量生产的首选技术塑料零件生产，但它的特点是模具需要大量的前期资本投资。注塑成型仍然是大批量塑料零件生产的首选技术，但它的特点是需要大量的前期资本投资ent in tooling，这也是耗时、困难和昂贵的适应。该技术可以同时使用多个模具，这意味着它非常适合批量生产具有成本效益的零部件——由于材料被精确配料以匹配特定的材料，因此浪费最少，因此也提高了成本效益模具要求。
此外，虽然可用于 3D 打印的材料选择越来越多，但仍无法匹配与注塑兼容的材料选择。
然而，一个显着的缺点是注塑成型存在固有的设计局限性，一些几何形状难以从模具中取出，精确和精致的设计难以精确成型且成本高昂。此外，纠正工具错误或更改工具以优化或迭代新设计既困难又昂贵，有时甚至是不可能的。通常，新工具是必需的，所有这些都意味着成本和时间——制造工具通常需要数周甚至数月的时间。
3D 打印塑料零件
3D 打印在以下情况下展现出许多优势与注塑成型等传统工艺相比。其中最重要的是 3D 打印在设计中增加了灵活性。
最明显的是，3D 打印可以使部件变得不可能或昂贵且难以使用注塑成型实现，例如某些部件中空的部件领域。这是可能的，因为在 3D 打印中材料是分层添加的，并且芯的材料密度可以改变。因此，不仅某些区域可以是空心的，而且其他关键区域也可以加固。这意味着 3D 打印是轻量化的关键促进因素，但强度更高。
通过 3D 打印，整个零件的理想材料条件由设计决定，而不是由各种生产和变化无常的情况决定后期制作使用的流程。
3D 打印不需要任何工具并且非常灵活，这有助于快速的生产周转。3D 打印还促进了所谓的复杂性整合。该技术可以将零件和特征组合在一个构造中，否则必须使用传统的注塑成型和相关技术进行后处理或组装。而且，打印部件可以更符合人体工程学，并包含多个部件和功能，而这些部件和功能是通过制造高度复杂的注塑成型工具不可能实现或成本过高而无法实现的。
3D 打印不需要任何工具，而且非常灵活，这促进快速生产周转。使用 3D 打印，零件成本与零件复杂性无关。一旦将复杂性引入注塑零件，就需要更多的d 更昂贵的模具工具，导致成本呈指数增长，直到零件生产不再可行。由于 3D 打印增加了材料，设计的复杂性和不同的组合形状不会影响生产零件所需的时间，因此不会导致成本增加。
超越非成本零件复杂性，使用 3D 打印进行生产还促进了几乎无限的几何自由度，展示了非常低甚至为零的迭代成本，并且生产周期中的停机时间很短。
相反，注塑成型使设计迭代成本高昂。除了前期工具的高成本（如前所述，零件越复杂，生产越受限于生产工具的位置）。 3D 打印技术直接根据 3D CAD 文件制造，因此制造地点更加灵活。
此外，由于 3D 打印是一个数字过程，它可以在零件构建或运行后停止，并且重新开始wi惩罚性成本。生产量可以每天、每周、每月与需求完全一致。对于注塑成型，一旦开始生产过程，就需要立即完成全部运行以保持经济性，因此需要仓储——这会增加每个零件的成本。
3D 打印是一种高度可靠、经济高效且相对易于使用的生产技术，适用于中小批量应用，可与注塑成型相媲美。
最适合
注塑成型找到了它的甜头在大批量生产中，要求同时生产数千个相同的产品。它还最适合基于一种连续形式的稳健设计，并且该工艺可以生产出具有出色光滑表面光洁度的产品，而无需后处理（3D 打印零件通常需要后处理）。
3D 打印在该领域找到了最佳位置原型制作，以及具有间隙、孔或空隙的几何复杂零件和组件的中小型生产运行。3D 打印在原型制作和几何复杂零件的中小型生产运行和有缝隙、孔洞或空隙的部件。它也最适合设计经常演变或需要定制的制造或零件，因为即使在生产中也可以适应设计更改。
这些各自的最佳点是非常离散的，并且可以发挥作用事实上，具有前瞻性思维的制造商实际上可以将 3D 打印和注塑成型视为互补工艺，而不是竞争工艺。例如，当建设性地一起使用时，预生产周期可以大大缩短矿石大批量生产。
增材制造的未来
似乎未来，3D 打印的领域可能是 10,000 或以下，对于这样的产量从成本和生产时间的角度来看，注塑成型如果不是多余的，将变得越来越无关紧要。然而，注塑成型永远不会被取代，因为它通常是大批量生产的首选技术。
然而，也许使用 3D 打印的最大优势在于，尽管每个零件都是与注塑成型相比速度较慢，其在设计自由度、几何复杂性的创造和零件整合方面的优势都激发了创新。这些因素本身可能会刺激使用 3D 打印进行多个小批量生产，而不是单纯地屈服于使用注塑成型进行大批量制造的经济性。
