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工作表提升增材制造成功率｜实用指南

发表时间：2026-03-17 05:20:36
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摘要一个简单的工作表如何提升增材制造的成功率。

　　【机床商务网栏目科技动态】在过去的几个月里，我一直在讨论如何教人们利用与增材制造(AM)相关的设计和材料来开发新的创造性解决方案，以及打破现有产品和实践的创新商业模式。要充分利用AM的力量，就需要了解该技术的机会主义和限制性方面。这两个方面的区别是由法国巴黎国立高等艺术学院(ENSAM)的一组博士生和教师提出的。这里，我想在此进一步阐述。

　　正是这些机会主义因素推动了炒作。这包括了AM所实现的所有传统制造过程中不容易实现的功能，如创建模拟自然的轻型结构的能力，将多个部件集成到一个3d打印组件的能力，以及针对不同用户和/或用途对组件进行大规模定制或功能分级的能力。我上个月强调的AM卡的启发式设计是AM机会主义方面的一个体现。在设计的早期阶段，使用这些卡片可以提高新手产生的创造性解决方案。

　　另一方面，限制性因素代表了技术的现实。这些限制包括3D固体物体逐层制造中固有的局限性，例如可能需要支撑结构的悬垂角、可能变形或不能正确构建的薄壁、以及当材料加热和冷却时可能导致翘曲的残余应力。限制性因素和相应的失败模式的完整列表可能会让人难以接受，因此，仔细平衡限制性因素和机会主义因素非常重要，这样任何人都可以对AM能够或不能实现的目标有一个真实的预览。我上个月提到的AM设计原则卡，就包括了AM的一些限制因素和一些机会主义因素;这些卡片从来都只是用来提高新手的新奇性和创意的质量。这些设计的可行性，并没有被纳入他们的初步研究。

　　这是Joran Booth在普渡大学与Dr. Tahira Reid和prof . Karthik Ramani一起进行研究的一部分，他们设计了AM (DFAM)工作表。DFAM工作表是根据知识共享许可协议免费提供的，它提供了一个快速检查表，以确定某个部件是否适合AM。包括八个标准，其中大部分集中在AM的限制方面。例如，提供了关于薄特征、不支持特征和应力集中的指导方针，并考虑了公差和几何精确。简单的电子表格格式可以很容易地过滤掉糟糕的设计，并且整个团队观察到，学生在他们的制造者空间中打印的设计，不理想的占比下降了81%。

　　虽然工作表是为物料挤压AM系统开发的，但这八个标准可以很容易地适用于其他AM过程。例如，我们开发了一个定制版本的工作表，以帮助公司筛选金属零件为粉末层熔合过程。这是通过调整每个列中的评级以适应所使用的特定AM系统来实现的。另一方面，新的标准，如后处理需求的程度或检查金属AM部件的能力，可以被替换或添加到工作表中，如果它是AM过程的重要考虑因素。

　　在头脑风暴会议中，我也使用了DFAM工作表来帮助识别对AM不好的部分。工作表建议为AM重新设计一个得分较低的部分。换句话说，这个部分在当前的AM实例化中不是一个很好的候选。实际上，在工作表中有几个星级评级是考虑不同制造流程的直接触发器。对于金属AM部件，如果将“部件临界性”作为标准添加到电子表格中，飞行关键部件可能会触发这样的审查。在许多AM零件的鉴定方法和资格/认证文件中，这一标准都被视为一个重要的筛选因素，尽管它不应该从考虑中排除这一因素，但这是一种简单的方式来标记它以供进一步审查。

　　虽然教材和指导文件仍然很重要，但DFAM工作表和定制的DFAM卡片的成功应该会促使我们更有创造性地思考如何捕捉和传达不同AM过程中的机遇和限制。换句话说，我们需要创新的方法来获取和传递关于AM的知识，从而使AM更具创造性。

　　(原标题： How a Worksheet Can Elevate AM Success )

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