金屬增材制造的好處可以從兩個(gè)方向來(lái)理解-一個(gè)是生產(chǎn)效益，另一個(gè)是綜合效益。生產(chǎn)效益專注于制造過(guò)程，包括減少材料消耗，縮短交貨時(shí)間，最小的模具成本，降低裝配成本和自動(dòng)化的影響。而綜合效益是指在使用通過(guò)增材制造出來(lái)的產(chǎn)品的過(guò)程中，來(lái)自如減輕重量帶來(lái)的燃油效益，更高的性能和可靠性，更長(zhǎng)的壽命收益，更快的新產(chǎn)品推出，市場(chǎng)相應(yīng)速度，減少庫(kù)存以及更好的適應(yīng)性和更具吸引力的產(chǎn)品附加值等等。
而通常在談到增材制造的時(shí)候，不論是制造業(yè)還是增材制造行業(yè)本身都容易過(guò)于關(guān)注生產(chǎn)效益，而忽略了綜合效益。而增材制造的價(jià)值臺(tái)階：原型與模具，備品備件，復(fù)雜零件，創(chuàng)新產(chǎn)品，在不同的臺(tái)階中生產(chǎn)效益的價(jià)值或許相似，然而綜合效益的價(jià)值卻是隨著臺(tái)階的升高而越來(lái)越大。
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臺(tái)階一：原型與模具
首先說(shuō)說(shuō)基礎(chǔ)臺(tái)階：原型與模具中價(jià)值的流動(dòng)情況。
通過(guò)3D打印制造原型也幫助降低投資風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)模具的原型制造減少了機(jī)加工和刀具冷卻液的消耗是典型的低成本方法，增材制造價(jià)值的體現(xiàn)主要在生產(chǎn)效益層面。
然而，當(dāng)你通過(guò)3D打印用于制造具有成本效益的復(fù)雜模具的時(shí)候，如隨形冷卻模具。在這個(gè)層次的生產(chǎn)效益的考量因素是低的，因?yàn)槟＞叩馁|(zhì)量直接決定了注塑生產(chǎn)效率，并決定由模具制造出來(lái)的最終產(chǎn)品的質(zhì)量，從而決定產(chǎn)品附加值，所以如何在最小周期時(shí)間內(nèi)，高效冷卻塑料產(chǎn)品成為隨形冷卻模具的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中關(guān)鍵的考量因素，而增材制造的隨形冷卻極大地優(yōu)化了冷卻效果，提高了模具壽命，提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。在這里，增材制造價(jià)值的體現(xiàn)主要在綜合效益層面上。
臺(tái)階二:零件替換
備品備件的生產(chǎn)效益與原型生產(chǎn)類似，由于是小批量，免機(jī)加工與模具，通過(guò)增材制造技術(shù)使得交貨期和制造成本都具有經(jīng)濟(jì)效益。
綜合效益層面上，拿航空航天領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，將來(lái)增材制造方式可以顯著改變目前航空零部件的庫(kù)存狀態(tài)。把設(shè)計(jì)圖紙輸入到打印機(jī)就可以快速制造出零部件將大大降低航空零部件的庫(kù)存。而波音就曾申請(qǐng)3D打印技術(shù)專利保護(hù)，通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)備品備件的供應(yīng)。
并且商用飛機(jī)的使用壽命在30年，而要維護(hù)和保養(yǎng)飛機(jī)的原制造設(shè)備是非常昂貴的。更多的時(shí)候是對(duì)于舊的機(jī)型，原有的生產(chǎn)設(shè)備可能已經(jīng)報(bào)廢了，而其生產(chǎn)出來(lái)的零件還在天上服役。根據(jù)空客，通過(guò)增材制造技術(shù)，測(cè)試和替換零部件可以在2周內(nèi)完成，這些零件可以被快速運(yùn)到需要維修的飛機(jī)所在地，省時(shí)省力的幫助飛機(jī)重新起飛。
另外，增材制造還使得不再需要保有大量的零部件以防飛機(jī)有維修需求，原來(lái)抱有這些大量的零部件只是為了以防萬(wàn)一原來(lái)的零件發(fā)生故障需要替換，而這種方法也是十分昂貴和浪費(fèi)資源的。這些都是增材制造體現(xiàn)出來(lái)的綜合效益。
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臺(tái)階三:復(fù)雜零件
減少組裝是增材制造生產(chǎn)效益的典型體現(xiàn)。拿傳統(tǒng)的散熱器來(lái)說(shuō)，原來(lái)需要很多部件組成，通過(guò)增材制造的方式可以將這些部件整合在一起一次完成，不但減少了供應(yīng)商數(shù)量，減少了物流流程及工人組裝的要求，并且不需要焊接和組裝從而提升了部件的穩(wěn)定性及效率，這其中也體現(xiàn)了增材制造帶來(lái)的綜合效益。
臺(tái)階四:創(chuàng)新零件
創(chuàng)新零件是通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化將產(chǎn)品重新定義。典型的例子是GE通過(guò)長(zhǎng)達(dá)10多年的探索將其噴油嘴的設(shè)計(jì)通過(guò)不斷的優(yōu)化、測(cè)試、再優(yōu)化，將噴油嘴的零件數(shù)量從20多個(gè)減少一個(gè)。綜合效益方面通過(guò)增材制造的方法不僅改善了噴油嘴容易過(guò)熱和積碳的問題，還將噴油嘴的使用壽命提高了5倍, 并且將提高LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
另外一個(gè)例子是Altair的solidThinking Inspire、Click2Cast與HBM nCode、Voxeljet合作，為模具生產(chǎn)帶來(lái)了極其可觀的性能提升，并為小批量生產(chǎn)甚至是規(guī)?；a(chǎn)打開了潛力之門。通過(guò)對(duì)鋁合金組件（輪架）造型的重構(gòu)，與原來(lái)設(shè)計(jì)相比，重量幾乎一樣，但其性能卻有顯著提升：在同樣的載荷工況下，剛度提升了3-5倍。
而空客的仿生學(xué)結(jié)構(gòu)機(jī)艙也顛覆了傳統(tǒng)機(jī)艙的生產(chǎn)方法和力學(xué)性能。這種名為Scalmalloy的零件的串行生產(chǎn)對(duì)減少鈦金屬的浪費(fèi)將起重要的作用。
甚至連我們習(xí)以為常的航空安全帶鎖扣也有大學(xué)問。鈦合金材質(zhì)鎖扣的重量為70克，與傳統(tǒng)的重量為155克的鎖扣相比，重量減輕了85克。一架空客A380一共的座位數(shù)量在853個(gè)，全部加起來(lái)鎖扣減重72.5公斤。而對(duì)于大型飛機(jī)來(lái)說(shuō)，1公斤的減重將為其服役期節(jié)約45,000升的燃油，那么這些鎖扣節(jié)約的燃油在330萬(wàn)升，大約價(jià)值16.5萬(wàn)歐元。
這些綜合效益雖然看不到，不如生產(chǎn)效益來(lái)得直觀，但卻對(duì)改善人類利用資源的能力起著不容忽視的作用。
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