什么是DFAM，為什么你要使用它？
時間：2021-09-29 08:34 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
如果你對增材制造感興趣，你很可能會遇到DFAM這個詞，它的中文意思是指“為增材制造而設計”，這個詞意味著什么，以及它如何影響所有使用增材制造技術的人？我們最早接觸這個詞也是源于一本書。
目前，3D打印機在制造業中的普及大約有10年的時間。雖然這項技術出現的很早，但它之前主要是用于非常專業的工作流程中，或用于科研。直到最近這10來年，這項技術才開始變得平民化，我們才真正看到制造業采用增材制造技術，并開始考慮如何將其用于制造新產品。
如果我們把增材制造與其他的制造工藝放在一起對比，比如看一下注塑成型的發展歷程，最初幾年使用這項技術制造的產品也不像現在這樣優秀，因為我們仍然需要學習如何最大化這項技術。現在，我們正在經歷增材制造的同一啟蒙階段，學習如何優化這項技術。
雖然3D打印在設計師和工程師手中已經有10多年了，但主要是用于原型設計、測試或制造打算大規模生產的產品的副本，以及一些實驗性大規模定制。我們現在才開始認真考慮如何將增材制造用于最終產品，讓它進入消費者的手中。
現在我們已經看到了一些新興的案例，比如增材制造幫助航空航天和汽車領域突破新的性能指標，但這些例子仍然是專業化的。這些現實世界的例子是一個非常令人興奮的窗口，但它們不一定適用于更普遍的用途。
因此，我們需要深入了解DFAM的一些核心原則，以及如何接受這些原則，從而更好地利用技術。就是在產品設計制造之初同時考慮到設計、增材工藝、增材產品認證方法、增材制造生產模式與產能等眾多因素，即增材制造設計（DfAM，簡稱增材設計）。
1. 擁抱3D打印技術的限制
3D打印機能夠 "制造任何可以想象的幾何形狀 "的說法是不對的。雖然3D打印技術已經非常接近這一點，但現實是，每個制造工藝都有其局限性，無論是像三軸加工中的下切，注塑成型中的拔模角度，還是在增材制造的情況下，每個特定的技術是如何為不同的事情進行優化。
需要對速度進行優化？有可能你需要使用FFF或SLS工藝。需要更多細節？SLA是更好的選擇。但這只是表面現象，如果你曾經做過DFAM的工作，你就會知道這是怎么回事：你需要為手頭的制造工藝優化幾何形狀。不僅僅是為了讓它穩定地工作，平衡形式、功能和成本，而是為了讓你最大限度地發揮該制造技術為你提供的作用。
2. 考慮整個系統，而不僅僅是產品或零件
在制造業的背景下，我們如何思考增材制造也是非常重要的。在很多宣傳中，會誤導人們認為它可以完全取代所有其他制造工藝的陷阱。但實際上，今天大多數產品的制造方式，依然是減材、鑄造或注射成型的混合物。快速成型技術使我們能夠重新思考以前的機械問題的部件是如何制造的，并開始將它們整合下來。如果你能將熱交換器與你的排氣系統結合起來，使車輛更輕，同時還能通過降低車輛的整體溫度來提高性能，從而使你能更努力地推動它，那會怎么樣？
3. 設計時考慮到技術因素
在設計任何產品時，如何制造是一個需要在早期考慮的問題，有助于指導整個產品的方向。無論一個產品是被分解成像PCB+外殼這樣的東西，還是更加機械化，這個東西的制造方式在某種程度上指導著形式和功能。這一原則在增材制造技術中沒有得到普遍應用，部分原因是錯誤地認為增材制造技術可以制造任何幾何形狀。考慮諸如支撐材料的位置、零件的體積、懸垂角度和幾何考慮因素等問題，都是確保你能夠最大限度地利用增材制造的一部分。
4. 考慮增材制造在其他制造業中的地位
DFAM最令人興奮的是，它不是一個靜態的過程。你可以用3D打印機制造數以千計的一次性產品，或數以千計的一個東西。這種靈活性使它成為其他所有制造工藝的一個了不起的合作伙伴，當它們結合在一起時，你可以開始看到你的設計的巨大好處。無論是簡單的使用增材制造來生產軟爪，在你的CNC上制造零件，還是使用多種制造工藝的混合來完成一個項目，當你考慮到增材制造如何能夠放大你的其他制造技術時，你就可以釋放出更多的創新。
目前，3D打印機在制造業中的普及大約有10年的時間。雖然這項技術出現的很早，但它之前主要是用于非常專業的工作流程中，或用于科研。直到最近這10來年，這項技術才開始變得平民化，我們才真正看到制造業采用增材制造技術，并開始考慮如何將其用于制造新產品。
如果我們把增材制造與其他的制造工藝放在一起對比，比如看一下注塑成型的發展歷程，最初幾年使用這項技術制造的產品也不像現在這樣優秀，因為我們仍然需要學習如何最大化這項技術。現在，我們正在經歷增材制造的同一啟蒙階段，學習如何優化這項技術。
△SPEE3D的 3D打印機
雖然3D打印在設計師和工程師手中已經有10多年了，但主要是用于原型設計、測試或制造打算大規模生產的產品的副本，以及一些實驗性大規模定制。我們現在才開始認真考慮如何將增材制造用于最終產品，讓它進入消費者的手中。
現在我們已經看到了一些新興的案例，比如增材制造幫助航空航天和汽車領域突破新的性能指標，但這些例子仍然是專業化的。這些現實世界的例子是一個非常令人興奮的窗口，但它們不一定適用于更普遍的用途。
因此，我們需要深入了解DFAM的一些核心原則，以及如何接受這些原則，從而更好地利用技術。就是在產品設計制造之初同時考慮到設計、增材工藝、增材產品認證方法、增材制造生產模式與產能等眾多因素，即增材制造設計（DfAM，簡稱增材設計）。
△SRAM 3D打印的曲柄臂
1. 擁抱3D打印技術的限制
3D打印機能夠 "制造任何可以想象的幾何形狀 "的說法是不對的。雖然3D打印技術已經非常接近這一點，但現實是，每個制造工藝都有其局限性，無論是像三軸加工中的下切，注塑成型中的拔模角度，還是在增材制造的情況下，每個特定的技術是如何為不同的事情進行優化。
需要對速度進行優化？有可能你需要使用FFF或SLS工藝。需要更多細節？SLA是更好的選擇。但這只是表面現象，如果你曾經做過DFAM的工作，你就會知道這是怎么回事：你需要為手頭的制造工藝優化幾何形狀。不僅僅是為了讓它穩定地工作，平衡形式、功能和成本，而是為了讓你最大限度地發揮該制造技術為你提供的作用。
2. 考慮整個系統，而不僅僅是產品或零件
在制造業的背景下，我們如何思考增材制造也是非常重要的。在很多宣傳中，會誤導人們認為它可以完全取代所有其他制造工藝的陷阱。但實際上，今天大多數產品的制造方式，依然是減材、鑄造或注射成型的混合物。快速成型技術使我們能夠重新思考以前的機械問題的部件是如何制造的，并開始將它們整合下來。如果你能將熱交換器與你的排氣系統結合起來，使車輛更輕，同時還能通過降低車輛的整體溫度來提高性能，從而使你能更努力地推動它，那會怎么樣？
3. 設計時考慮到技術因素
在設計任何產品時，如何制造是一個需要在早期考慮的問題，有助于指導整個產品的方向。無論一個產品是被分解成像PCB+外殼這樣的東西，還是更加機械化，這個東西的制造方式在某種程度上指導著形式和功能。這一原則在增材制造技術中沒有得到普遍應用，部分原因是錯誤地認為增材制造技術可以制造任何幾何形狀。考慮諸如支撐材料的位置、零件的體積、懸垂角度和幾何考慮因素等問題，都是確保你能夠最大限度地利用增材制造的一部分。
4. 考慮增材制造在其他制造業中的地位
DFAM最令人興奮的是，它不是一個靜態的過程。你可以用3D打印機制造數以千計的一次性產品，或數以千計的一個東西。這種靈活性使它成為其他所有制造工藝的一個了不起的合作伙伴，當它們結合在一起時，你可以開始看到你的設計的巨大好處。無論是簡單的使用增材制造來生產軟爪，在你的CNC上制造零件，還是使用多種制造工藝的混合來完成一個項目，當你考慮到增材制造如何能夠放大你的其他制造技術時，你就可以釋放出更多的創新。
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