DM增材制造设计：复杂几何零件

金属3D打印为制造商提供的众多好处之一是能够生产比传统方法复杂得多的零件。在我们的七部分系列的第一部分中，增材制造设计原理（DfAM），我们探讨了增材制造如何实现复杂几何形状的生产。

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增材制造设计：复杂几何

这是由七部分组成的系列文章中的第一部分，探讨增材制造（DfAM）的设计原理如何帮助释放金属3D打印带来的诸多好处。

复杂几何零件

DfAM给工程师和设计师带来的主要好处之一是能够生产比传统方法复杂得多的零件。

由于增材制造不受传统制造业的限制，因此它允许设计师和工程师进入一个广阔的新设计空间。

然而，最终的结果并不是设计得更复杂，而是往往更好。创建高度复杂零件的能力意味着设计师可以创建针对其精确应用而非可制造性进行优化的零件，从而使零件比传统制造的零件性能更好。

由于印刷零件的成本不会随着复杂性而增加，制造商可以保持低成本，从而为不同的应用生产复杂、高度优化的零件更加经济。

零件示例

EWOL推进器小齿轮

EWOL位于意大利米兰，是一家领先的帆船高科技船用螺旋桨供应商。

该部件是一个螺旋桨小齿轮[图01]，用于连接螺旋桨轴和螺旋桨叶片。然而，EWOL在制造方面面临着重大挑战。

最初通过熔模铸造生产，EWOL必须订购至少100个零件，以证明铸造成本的合理性。对于一个高度定制、体积小的零件来说，这个尺寸太大了。由于涉及许多制造步骤，铸造交付周期也相当长，在将小齿轮交付给客户之前，零件仍然需要具有挑战性且昂贵的机加工。

使用Studio System, EWOL能够极大地简化制造过程。通过将制造过程引入内部，EWOL可以更加响应客户的需求，因为他们不再需要担心最小批量。该公司还能够缩短制造交付周期，降低零件成本，提高零件质量，并大幅减少所需的后处理量。

[Fig. 01]EWOL propellor pinion

传感器支架

当在运行的机器中进行测量时，该部件用于固定多个传感器。

该传感器支架复杂的小几何结构[图02]使该零件成为在Shop System上打印的理想候选者.

由于该零件从未大量生产，因此将其重新设计为熔模铸造或金属注射成型等大规模制造方法是不切实际的。然而，通过打印，该团队能够在极大地减少制造交付周期和零件成本的情况下制造零件。

在Shop System上打印还允许制造灵活性-当需要修改设计以包含不同的传感器时，工程师只需将修改后的文件发送到打印机，并在同一周内拥有数百个传感器支架。

[Fig. 02]Sensor Holder

动力转向接头

该接头[图03]设计用于将电动马达的动力传递到电动助力转向系统中的方向盘。该零件具有复杂的花键齿，用于将连接件连接到电机，这些齿通常需要在零件的其余部分加工后进行大量的后处理，但通过粘合剂喷射，可以非常容易地将齿与零件的其他部分打印在一起。这大大简化了这个复杂零件的制造。

[Fig. 03]Power Steering Joint

定制螺栓

这种定制设计的螺栓[图04]用于现成紧固件不够的特定应用。由于硬质工具的成本很高，大多数螺栓的生产量都达到数百万。然而，对于这个螺栓，只需要数万。此零件具有复杂的轻量级特征以及螺纹。拧入螺栓通常是二次轧制或攻丝操作，但通过粘结剂喷射，工作螺纹可以直接打印到零件中。在生产系统上打印也可以在不需要工具的情况下生产这种螺栓，从而大大降低每个零件的成本。

[Fig. 04]Custom Bolt