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消费电子产业

3D打印在电子消费品行业(主要包括手机、电子产品、电脑、家电、工具等)的应用主要集中在产品设计和开发环节,行业应用优势明显。电子消费品行业具有产品生命周期短,更新换代快的特性,需要持续不断的开发和投入。3D打印的优势在于小批量、快速生产复杂度高的产品。借助 3D打印的优势,可以缩短产品开发周期,削减设计成本,这对于消费品行业意义重大。

在产品设计初期,设计师提出设计概念并转化为模型,用于进一步的设计和改进。接下来的开发过程包括各种测试,对模型的工艺要求和特性提出了各种需求。3D打印的优势在于可以满足各个设计环节的需求,并赋予设计环节极高的灵活性。相比传统的注射成型( injection molding)技术的耗时费力,3D打印在原型制造和概念验证的应用已成为一种趋势。

3D打印在电子消费品行业的应用优势主要有以下两点:

1)提升设计水平

模型制造贯穿于产品开发的各个阶段。传统模式下,模型的复杂程度对制作难度和成本的影响呈现几何级递增。考虑到设计周期和成本问题,很多复杂的设计只能向现实低头。现有的 3D打印技术可以实现各种复杂设计的模型制作,赋予设计师更多的自由,产品设计水平大幅提升。以迭代设计为例,在一个设计周期内,迭代设计一般需要在制模完成后才能进行。迭代往往伴随着成本的上升,这必然会约束设计师的设计水平。 3D打印技术在模型制造和时间成本方面的优势,帮助设计师在更短时间内以几乎可以忽略不计的成本进行迭代设计。此外,有了 3D打印,设计师可以忽略传统设计制造标准,无需考虑设计的产品能否被制造出来。设计师可以在产品设计过程中直接打印模型,省略了外部模型制作环节,还可以有效防范数据泄漏。

2)节省材料和时间成本

传统的模型制造一般采用铸模和注射成型的方式,根据模型的复杂程度,制造周期在一周到两个月之间。模型越复杂,制造成本越高。而 3D打印机打印一个复杂模型和一个简单模型所需的成本没有差别,不同的只是数据文件。3D打印的材料平均利用率要远高于传统技术。传统减材制造方法的材料的平均利用率大概在25%左右,而 3D打印材料平均利用率理论上接近 100%。实际运用中,金属 3D打印比非金属打印的材料利用率更高,绝大多数剩余的金属粉末都能回收利用。

除了材料成本,时间成本对于消费品公司也非常关键。传统外包模式下,模型的平均交货周期在一周左右。由于成本方面的考虑,模型往往需要等设计方案足够完善才开始制造,相关的内部流程和模型交货期消耗了成倍的时间。相比传统模型制造周期以天为单位,3D打印技术以小时为单位,且打印工作完全可以安排在夜间或者周末进行。产品设计和制模可以同步进行,进一步缩短了产品开发周期。