3D打印的最大亮點是高價值、小批量的生產(chǎn)，這與注塑成型相反。以下是這兩種技術(shù)的優(yōu)缺點，并就何時從一種技術(shù)轉(zhuǎn)向另一種技術(shù)提供了有意義的建議。

3D打印第一次登上頭條是因為一部科幻小說《星際迷航》，夸張的媒體報道將這項技術(shù)定位為“任何人都可以制造任何東西”的過程。毫無疑問的，當時的技術(shù)進程并不能做到多么高的精度。主流看法含糊其辭，對這項技術(shù)不屑一顧。
然而，今天的3D打印無疑是一項工業(yè)配套產(chǎn)業(yè)，具有可達到的生產(chǎn)級效率。與這些技術(shù)同時發(fā)展的，還有我們看待這項技術(shù)的觀點。“3D打印”或最初的“快速成型”不再是大多數(shù)專業(yè)實驗室中流行的短語；現(xiàn)在，“加法制造”或更簡略地說，AM，是首選的術(shù)語，將這些逐層工藝直接放在制造領(lǐng)域。

大約十年前夸大的承諾現(xiàn)在是可實現(xiàn)的：生產(chǎn)、規(guī)模、質(zhì)量、驗證和數(shù)量都是正在發(fā)生的事實。
在某些情況下與工具箱中的任何工具一樣，細微差別對于方案的適用性至關(guān)重要。畢竟，當你只有一把錘子時，一切看起來都像釘子。今天的工具箱要強大得多，給我們留下了選擇和必要的資源來做出明智的決定：我什么時候需要錘子？我什么時候還需要別的東西？
更重要的是：我什么時候需要注塑成型，什么時候需要3D打印？

注塑成型

樂高注塑模具

歷經(jīng)考驗與證實，注塑成型(IM)已經(jīng)縱橫幾十年。在19世紀末獲得專利，隨著二戰(zhàn)要求低成本、大批量生產(chǎn)，IM在幾十年后蓬勃發(fā)展起來。從那以后，便經(jīng)久不衰。IM在現(xiàn)代制造環(huán)境中幾乎無處不在，也許對注塑成型最好的描述是：一個你熟悉的魔鬼;它有它的缺陷和局限性，但你對它很熟悉，通常是可靠的。然而，IM會被新來者AM取代嗎?

優(yōu)點：

注塑成型的規(guī)模、速度、均勻性符合大批量生產(chǎn)的要求。能夠可靠地處理大量的材料，注塑成型提供了可預(yù)測性和質(zhì)量。此外，使用的工藝越多，生產(chǎn)的零件就越多，解決方案的成本效益就越高。雖然IM設(shè)置可能是一項巨大的前期投資，但隨著其使用規(guī)模的擴大，其ROI也是巨大的。事實上，同行評議的研究表明，“注塑成型是大規(guī)模生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀的小型、精確聚合物部件的最佳方法。”

缺點

注塑成型是一個眾所周知的制造過程，但自然也不是沒有它的局限性。設(shè)計和制造IM的技術(shù)和費用是非常重要的，實際上生成一個新設(shè)計的增加時間也是非常重要的。

眾所周知，IM的設(shè)計制造過程是漫長的，通常是非線性的。作為一種基于成型的技術(shù)，IM依賴于可拆卸模具，這扼殺了低零件數(shù)量和復(fù)雜內(nèi)部幾何形狀的設(shè)計能力。此外，制作這些模具會使生產(chǎn)時間增加數(shù)周甚至數(shù)月。

雷點

總之，IM可以可靠地生產(chǎn)高質(zhì)量的零部件，但這需要一段時間。當需要少量的最終使用產(chǎn)品時，注塑成型可能會增加時間和成型成本，從而抵消理想的ROI。隨著新的解決方案進入市場并證明了他們的優(yōu)勢，也就預(yù)示了注塑成型將失去其在生產(chǎn)中的一些主導地位。

3D打印

3D打印是生產(chǎn)領(lǐng)域的新成員，它可以是一種令人興奮的淘系的結(jié)合——新的形狀，復(fù)雜的形式，高價值/小批量的生產(chǎn)，所有這些都是按照越來越嚴格的標準逐層建造的。自19世紀以來，隨著現(xiàn)代專利追溯到20世紀80年代，3D打印從底層重新思考制造。更多的監(jiān)督、標準和驗證正在見證技術(shù)更多地進入生產(chǎn)領(lǐng)域，并最終開始實現(xiàn)早期被夸大的預(yù)期。

優(yōu)點

隨著聚合物、金屬、廢棄物甚至生物材料的能力，3D打印幾乎探索了所有的材料領(lǐng)域。自然，在實驗室探索和現(xiàn)實應(yīng)用之間存在著巨大的鴻溝，而3D打印已經(jīng)開始填補這一鴻溝。

3D打印的大規(guī)模生產(chǎn)正在進入商用化的重要階段，助聽器是早期廣泛采用的最重要領(lǐng)域。消費者可以在零售商店購買3D打印的中底鞋，也可以通過智能手機應(yīng)用定制適合他們腳的個性化鞋墊。假肢和矯形器等醫(yī)療產(chǎn)品也可以專門為佩戴者定制。與傳統(tǒng)技術(shù)一起生產(chǎn)，3D打印補充了一個主要的過程，以創(chuàng)造下一代最終用途產(chǎn)品。

AM對生產(chǎn)的好處是多方面的。復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以直接合并到一個成品件，因為整個產(chǎn)品是一次性生產(chǎn)的，減少了零件數(shù)量和連接的薄弱環(huán)節(jié)。更容易實現(xiàn)輕量化，例如通過晶格結(jié)構(gòu)或簡單地通過減少零件數(shù)量，這對于航天和汽車等對重量敏感的行業(yè)非常重要。更快的上市時間也是一個主要考慮因素，因為3D打印機可以本地化生產(chǎn)。更重要的是，3D打印還省去了對工具的需求，省去了許多制造過程中時間密集的階段。不斷有更多經(jīng)過驗證的材料進入市場，將熟悉的材料帶到一個新的領(lǐng)域。

此外，隨著3D打印的開始，與注塑成型之間的橋接生產(chǎn)也越來越凸顯其價值。在COVID-19大流行的早期，當個人防護設(shè)備(PPE)和呼吸機的必要部件供應(yīng)短缺，而現(xiàn)在需要它的需求很高時，3D打印加強了為醫(yī)療專業(yè)人員和患者提供所需的設(shè)備，而IM則加強了生產(chǎn)以滿足更廣泛的需求。有些仍在使用的技術(shù)或產(chǎn)品，因為3D打印可能增強了設(shè)備的效能。

缺點

AM仍然是一項新興技術(shù)，盡管它最近不斷發(fā)展和成熟。第一次采用該技術(shù)需要一個重要的學習曲線，因為精通DFM的產(chǎn)品設(shè)計師必須在DfAM中學習一套新的技能——增材制造設(shè)計。在不喜歡高風險的部門中，驗證是關(guān)鍵的，新設(shè)備在培訓和投資方面很昂貴，在了解完整的ROI之前，他們會猶豫是否采用。通常，公司內(nèi)部會采用單一的可靠的生產(chǎn)方式，而使用am的部門傾向于在一個成熟的公司中像一個初創(chuàng)公司一樣運行。

盡管阿科瑪、巴斯夫、創(chuàng)創(chuàng)、漢高、薩比克等巨頭紛紛涉足3d打印領(lǐng)域，但與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，AM的整體產(chǎn)品組合要小得多。

工藝標準雖然發(fā)揮了越來越大的作用，但也落后了。許多潛在的采用者甚至不能考慮3D打印，因為國防和其他政府授權(quán)的組織在討論過程的范圍內(nèi)受到限制。在更多的標準得到認可和來自所有層面的更多支持之前——例如拜登總統(tǒng)的2022年AM前進計劃將覆蓋范圍擴大到全國、地方和國際——采用率將繼續(xù)低于理論上可能的水平。

雷點

在很多方面，AM仍然是一個未知數(shù)。更少的材料，更低的采用率，更少的培訓，更慢的絕對每件速度結(jié)合在一起成為一個困難的采用公式。一些“大玩家”對AM投資保密，并將其作為“秘密武器”的競爭秘密，這也阻礙了許多AM供應(yīng)商兜售其最大成功故事的能力。

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