DfAM（Design for additive manufacturing）最常見的定義是：基于增材制造技術的能力，通過形狀、尺寸、層級結構和材料組成的系統綜合設計最大限度提高產品性能的方法。它被稱作是增材制造的“可制造性設計”，簡而言之，就是可以優(yōu)化使用增材制造創(chuàng)建的零件的設計方法和工具。

來源：3dnatives
作者：Madeleine P.
編譯：資源庫

如果您從事增材制造，那么您一定知道設計對于零件制造的重要性，而建模是任何3D打印過程中的第一步。DfAM使用戶能夠利用3D打印中存在的設計自由度的好處，這對于創(chuàng)建功能性強、性能優(yōu)良的零件至關重要。但即便如此，業(yè)內有時也會忽視DfAM。但它為什么重要呢？它能為零件帶來哪些好處？我們在下方列出了DfAM在3D打印中重要的10個理由。

1. 減少3D打印錯誤

對于任何使用增材制造技術的用戶而言，打印失敗都是一種災難。特別是在高度工業(yè)化的過程中，比如使用激光的LPBF或SLS，或者使用昂貴材料如PEEK和PEKK時，小小的失誤就可能導致零件報廢，這將在成本和時間上給用戶帶來重大的損失。這就是DfAM迅速顯現其價值的地方。通過設計不僅可以正確地定位和支撐模型（這在確保如各向同性和防止翹曲方面至關重要），還可以讓用戶為零件選擇正確的填充和層設置，從而顯著減少打印失敗。

2. 更快的打印速度

速度是增材制造的一個核心優(yōu)勢，因為這項技術使用戶能夠在傳統制造方法所需時間的一小部分內創(chuàng)建零件。然而，這種速度并非理所當然。通過使用DfAM，可以通過諸如格子結構之類的設計技巧，在保持強度的同時最小化所需使用的材料量。這也將允許用戶最小化支撐結構，正如下面將討論的，這同樣也減少了打印時間。

3. 更復雜的設計

在3D打印中，設計更復雜并不會帶來額外的困難。因此，DfAM允許用戶創(chuàng)建比使用更傳統的設計規(guī)則所能制作的幾何形狀要復雜得多的零件。通過軟件，可以設計然后打印出在幾何上特別復雜的零件，尤其是金屬零件。這種復雜性正是我們看到3D打印給用戶帶來自由的地方。

4. 優(yōu)化重量-性能比

與前一個例子相連，DfAM還允許用戶利用不同的設計軟件來完全優(yōu)化零件。我們一次又一次地聽說，3D打印之所以在航空航天和汽車領域如此受追捧，是因為它允許你創(chuàng)建一個在保持其強度和其他屬性的同時，明顯更輕的零件，意味著更優(yōu)的重量-性能比。這可以通過DfAM來實現，例如通過集成格子結構或使用拓撲優(yōu)化和生成式設計來優(yōu)化零件。這些設計專門用于優(yōu)化和生成材料使用更少但仍滿足特定約束（如強度）的零件。而在傳統制造中，結果的零件可能過于復雜而難以制造，這在3D打印中則不是問題，正如上文所述。

5. 更少的支撐結構

支撐結構可以被視為3D打印中的“必要之惡”。雖然支撐對于確保零件在3D打印過程中不會變形或翹曲絕對至關重要，但它們也意味著更多的材料使用（影響成本和時間），這反過來又可能使后處理時間變長以及影響零件的外觀。這就是DfAM能夠發(fā)揮作用的地方。通過對零件進行仔細設計，比如減少懸垂、改進定位或正確選擇填充設置，用戶在制作零件時可以減少支撐結構的需要。

6. 減少后處理

接上一點，DfAM重要的另一個顯著原因是它將允許用戶減少整體后處理。當然，這可以通過優(yōu)化支撐結構來實現，意味著在去除它們上將使用更少的時間，但還有其他考慮因素。例如，通過正確定位零件或減少層高（這些都是DfAM中重要的考慮因素），可以在打印開始之前就解決表面平滑度等問題。如果不考慮這些問題，通常后處理將花費更長的時間，因此轉向DfAM的好處就顯而易見了。

7. 零件整合

DfAM重要的另一個理由是零件整合。在航空航天和汽車等行業(yè)中，使用增材制造的一個越來越受歡迎的理由是能夠通過更復雜的幾何形狀將多個零件整合成一個。

21C超級跑車就是一個例子，制造商Divergent 3D聲稱它能夠將數千個零件整合為僅幾百個，大大降低了重量并提高了性能。這種整合只有通過3D打印才可能實現，并且可以通過學習和采用DfAM的規(guī)則來完成。

8. 增加可擴展性和大規(guī)模生產

誠然，下一個點不一定適用于每一種3D打印技術。并非所有技術都適合大規(guī)模生產或可擴展性，原因各異。然而，對于像SLS、DMLS、樹脂3D打印和粘結劑噴射等技術，DfAM在擴大生產規(guī)模方面可以發(fā)揮關鍵作用。通過DfAM，可以通過堆疊在構建體積上放置最大數量的零件?？紤]到DfAM可以幫助用戶克服3D打印不適合大規(guī)模生產的主要批評。

9. 成本優(yōu)化

復雜的幾何形狀和更輕的零件是DfAM重要的關鍵原因，但如果創(chuàng)建它們的成本太高又有何益呢？幸運的是，DfAM實際上也已被證明在制造零件時能夠減少成本。2020年，The Barnes Group認為，AM中零件成本的86%是由設計驅動的，這一點一次又一次地得到了證明。只有通過設計，才能在繼續(xù)保持強度和其他屬性的同時減少所使用的材料量，最終影響零件的成本。此外，重要的是要認識到，更復雜并不意味著更昂貴，實際上根據設計，情況可能恰恰相反！

10. 基于3D技術的優(yōu)化

最后但同樣重要的是，DfAM重要是因為它允許用戶根據特定的3D打印技術優(yōu)化零件。有七大類3D技術，下面還有更多的過程，不用說，它們之間存在顯著差異。一個例子是基于粉末的技術，設計時應該集成排氣孔以確保零件是空心打印的。同時，在FDM 3D打印中，各向異性是常見的，因此DfAM可以幫助改善零件的各向同性。

以上便是DfAM在3D打印領域至關重要的十大理由，希望大家能夠學習這種創(chuàng)新的設計方法，以充分發(fā)揮3D打印的制造潛力。

DfAM（Design for additive manufacturing）最常見的定義是：基于增材制造技術的能力，通過形狀、尺寸、層級結構和材料組成的系統綜合設計最大限度提高產品性能的方法。它被稱作是增材制造的“可制造性設計”，簡而言之，就是可以優(yōu)化使用增材制造創(chuàng)建的零件的設計方法和工具。

來源：3dnatives
作者：Madeleine P.
編譯：資源庫

如果您從事增材制造，那么您一定知道設計對于零件制造的重要性，而建模是任何3D打印過程中的第一步。DfAM使用戶能夠利用3D打印中存在的設計自由度的好處，這對于創(chuàng)建功能性強、性能優(yōu)良的零件至關重要。但即便如此，業(yè)內有時也會忽視DfAM。但它為什么重要呢？它能為零件帶來哪些好處？我們在下方列出了DfAM在3D打印中重要的10個理由。

1. 減少3D打印錯誤

對于任何使用增材制造技術的用戶而言，打印失敗都是一種災難。特別是在高度工業(yè)化的過程中，比如使用激光的LPBF或SLS，或者使用昂貴材料如PEEK和PEKK時，小小的失誤就可能導致零件報廢，這將在成本和時間上給用戶帶來重大的損失。這就是DfAM迅速顯現其價值的地方。通過設計不僅可以正確地定位和支撐模型（這在確保如各向同性和防止翹曲方面至關重要），還可以讓用戶為零件選擇正確的填充和層設置，從而顯著減少打印失敗。

2. 更快的打印速度

速度是增材制造的一個核心優(yōu)勢，因為這項技術使用戶能夠在傳統制造方法所需時間的一小部分內創(chuàng)建零件。然而，這種速度并非理所當然。通過使用DfAM，可以通過諸如格子結構之類的設計技巧，在保持強度的同時最小化所需使用的材料量。這也將允許用戶最小化支撐結構，正如下面將討論的，這同樣也減少了打印時間。

3. 更復雜的設計

在3D打印中，設計更復雜并不會帶來額外的困難。因此，DfAM允許用戶創(chuàng)建比使用更傳統的設計規(guī)則所能制作的幾何形狀要復雜得多的零件。通過軟件，可以設計然后打印出在幾何上特別復雜的零件，尤其是金屬零件。這種復雜性正是我們看到3D打印給用戶帶來自由的地方。

4. 優(yōu)化重量-性能比

與前一個例子相連，DfAM還允許用戶利用不同的設計軟件來完全優(yōu)化零件。我們一次又一次地聽說，3D打印之所以在航空航天和汽車領域如此受追捧，是因為它允許你創(chuàng)建一個在保持其強度和其他屬性的同時，明顯更輕的零件，意味著更優(yōu)的重量-性能比。這可以通過DfAM來實現，例如通過集成格子結構或使用拓撲優(yōu)化和生成式設計來優(yōu)化零件。這些設計專門用于優(yōu)化和生成材料使用更少但仍滿足特定約束（如強度）的零件。而在傳統制造中，結果的零件可能過于復雜而難以制造，這在3D打印中則不是問題，正如上文所述。

5. 更少的支撐結構

支撐結構可以被視為3D打印中的“必要之惡”。雖然支撐對于確保零件在3D打印過程中不會變形或翹曲絕對至關重要，但它們也意味著更多的材料使用（影響成本和時間），這反過來又可能使后處理時間變長以及影響零件的外觀。這就是DfAM能夠發(fā)揮作用的地方。通過對零件進行仔細設計，比如減少懸垂、改進定位或正確選擇填充設置，用戶在制作零件時可以減少支撐結構的需要。

6. 減少后處理

接上一點，DfAM重要的另一個顯著原因是它將允許用戶減少整體后處理。當然，這可以通過優(yōu)化支撐結構來實現，意味著在去除它們上將使用更少的時間，但還有其他考慮因素。例如，通過正確定位零件或減少層高（這些都是DfAM中重要的考慮因素），可以在打印開始之前就解決表面平滑度等問題。如果不考慮這些問題，通常后處理將花費更長的時間，因此轉向DfAM的好處就顯而易見了。

7. 零件整合

DfAM重要的另一個理由是零件整合。在航空航天和汽車等行業(yè)中，使用增材制造的一個越來越受歡迎的理由是能夠通過更復雜的幾何形狀將多個零件整合成一個。

21C超級跑車就是一個例子，制造商Divergent 3D聲稱它能夠將數千個零件整合為僅幾百個，大大降低了重量并提高了性能。這種整合只有通過3D打印才可能實現，并且可以通過學習和采用DfAM的規(guī)則來完成。

8. 增加可擴展性和大規(guī)模生產

誠然，下一個點不一定適用于每一種3D打印技術。并非所有技術都適合大規(guī)模生產或可擴展性，原因各異。然而，對于像SLS、DMLS、樹脂3D打印和粘結劑噴射等技術，DfAM在擴大生產規(guī)模方面可以發(fā)揮關鍵作用。通過DfAM，可以通過堆疊在構建體積上放置最大數量的零件?？紤]到DfAM可以幫助用戶克服3D打印不適合大規(guī)模生產的主要批評。

9. 成本優(yōu)化

復雜的幾何形狀和更輕的零件是DfAM重要的關鍵原因，但如果創(chuàng)建它們的成本太高又有何益呢？幸運的是，DfAM實際上也已被證明在制造零件時能夠減少成本。2020年，The Barnes Group認為，AM中零件成本的86%是由設計驅動的，這一點一次又一次地得到了證明。只有通過設計，才能在繼續(xù)保持強度和其他屬性的同時減少所使用的材料量，最終影響零件的成本。此外，重要的是要認識到，更復雜并不意味著更昂貴，實際上根據設計，情況可能恰恰相反！

10. 基于3D技術的優(yōu)化

最后但同樣重要的是，DfAM重要是因為它允許用戶根據特定的3D打印技術優(yōu)化零件。有七大類3D技術，下面還有更多的過程，不用說，它們之間存在顯著差異。一個例子是基于粉末的技術，設計時應該集成排氣孔以確保零件是空心打印的。同時，在FDM 3D打印中，各向異性是常見的，因此DfAM可以幫助改善零件的各向同性。

以上便是DfAM在3D打印領域至關重要的十大理由，希望大家能夠學習這種創(chuàng)新的設計方法，以充分發(fā)揮3D打印的制造潛力。