何謂設變?3D列印、快速成型扮演什麼角色?
何謂設變?
意即設計變更。為何產品需要設變,在反覆的3D設計變更中,3D列印、快速成型技術可以扮演什麼角色,又可以如何快速解決及驗證?
產品設計變更在製造業中是常見且必要的,原因如下:
- 滿足市場需求:根據市場和客戶需求的變化,提升產品競爭力。例如:汽車製造商可能會因應消費者對電動車的需求增加,而設計新的電池模組,以提升續航力和充電速度。
- 技術進步:透過快速迭代進行設變,提升產品性能和功能。舉例:智慧手機公司每年推出新款手機,加入最新的處理器技術,提升運算速度和相機性能,來保持市場競爭力。
- 改進品質與可靠性:解決產品缺陷,提高品質和可靠性。
- 成本控制:優化設計,降低生產成本,提高效率。
- 法規和標準:符合最新法規和標準。例如:玩具製造商需要根據新的安全法規調整設計,確保小零件不會被兒童誤食,並使用無毒材料來製作玩具。
3D快速成型在設計變更中扮演著重要角色,具6大優勢:
1 快速原型製造:
3D列印能夠快速將數位設計轉化為實物模型,協助設計團隊在短時間內進行機構組裝和功能驗證,及時發現並修改設計缺陷。(延伸閱讀:如何選擇合適的3D快速成型機?)
2 低開發成本:
傳統製造方法通常需要昂貴的模具製作,而3D列印可以直接從數位模型生成實物,無需模具,大幅降低開發成本。例如:利用RP快速成型製作生產工具。
3 縮短開發週期:
加快原型製造速度,快速驗證設計,進而縮短整體開發週期。
4 靈活性與定制化:
快速成型技術具有高度的靈活性,能夠實現定制設計和小批量生產,允許設計團隊快速製作多個不同的設計方案進行比較和選擇,找到最佳解決方案。(延伸閱讀:Origin One小零件批量生產快速成型機、尼龍粉末批量RP機台)
5 功能驗證與測試:
原型可用於功能驗證,確保設計正常運作,減少產品上市後的風險。
6 減少材料浪費:
快速原型3D列印採用增材製造方式,只在需要的位置添加材料,與傳統的減材製造相比,能顯著減少材料浪費,提升資源利用效率。
在 RP快速成型過程中,常見需進行設計變更的項目包含:
- 深孔:這類設計可能需要支撐結構和考慮製程限制。例如:使用支撐結構來防止因應力累積而產生的變形,盡量減少支撐材的使用以減少後處理工作。此外,某些快速成型技術可能在製作深孔時存在限制,因此需根據不同材料對孔徑、長度或角度進行縮放調整,以滿足實際應用需求。
- 卡扣:設計卡扣時需考慮材料特性和製程限制,確保卡扣能正常運作。由於不同的快速原型材料具有不同的機械特性,設計時需考慮材料的彈性、強度和耐磨性。此外,某些快速成型技術可能無法製作極小或高度複雜的卡扣結構,因此可能需要進行額外的調整與補強設計。(延伸閱讀:FDM 3D列印材料、PolyJet光固化材料)
- 組合件:在設計組合件時,需要考慮列印機精度、材料收縮和製程限制,以調整配合間隙,確保零件在組裝時能夠正確地組合在一起。
綜上所述,快速成型技術在3D設計變更過程中,能大幅提升效率、降低成本並迅速驗證設計方案,推動產品的快速迭代和優化。欲委外代工3D列印或快速原型製作,請洽通業技研。