隨著製造業對靈活性和高效生產的需求日益增加,3D 列印技術正成為少批量生產的最佳選擇。
本文將以一個實際案例,展示從 2D 尺寸設計開始,經過 3D 建模、打樣驗證,再到使用 3D 列印進行少批量生產的完整流程,如何實現高效且具成本效益的生產解決方案。
一家光學設備製造商需要開發一款光學顯微鏡的測試用光學擋片,用於檢測透光性和成像品質。光學擋片的設計需具備高精度和特殊幾何形狀,並且需要生產少量樣品進行多次測試。由於製造週期和成本的考量,傳統的光學玻璃加工方式不適用,因此選擇利用 3D 列印技術來進行快速樣品製作和少批量生產。
工程師首先根據原有的設計使用逆向工程技術,對實體進行高精度 3D 掃描,生成 3D 點雲資料。隨後,將這些點雲資料與 2D 尺寸圖進行比對,確認幾何結構和關鍵尺寸的一致性,並根據比對結果提供了鏡片的基礎幾何數據。這些數據成為設計的初始參考,為後續的 3D 建模階段奠定了堅實基礎。
利用 CAD 軟體,工程師將 2D 設計和逆向工程生成的基礎幾何數據轉化為精確的 3D 數字模型。
設計過程中,工程師與客戶進行多次討論和反饋確認,確保設計完全符合客戶的需求和期望。在多方確認無誤後,最終生成完整的 3D 圖檔,為後續製作打樣和生產提供技術依據。
完成 3D 建模後,使用高精度 3D 列印技術製作測試樣品光學擋片,並進行以下驗證:
經驗證的最終設計模型被輸入到工業級 3D 列印設備中,選用具有高透光性和良好光學性能的樹脂材料進行少批量生產。列印完成後,光學擋片經過拋光等後處理,進一步提升其光學性能,確保投入使用時的品質穩定性。
列印完成後,鏡片經過拋光等後處理,進一步提升其光學性能,確保投入使用時的品質穩定性。
透過此流程,光學設備製造商成功解決了測試光學擋片開發的問題,並實現了以下成果與優勢:
從 2D 尺寸設計到 3D 建模,再到打樣驗證和少批量生產,3D 列印技術提供了一個高效、靈活的解決方案。這一應用案例充分展示了 3D 列印在光學領域的潛力,特別是為高精度、小批量產品的快速製造提供了重要支援。未來,隨著材料和技術的不斷進步,3D 列印將在更多專業領域中發揮重要作用。