如何使用多材料3D列印簡化您的設計過程

Stratasys J55應用

您已經一遍又一遍地經歷了設計過程 – 設計靈感、初始草圖、粗糙原型、優化詳細設計、高保真模型 – 所有這些都是為了獲得最佳模型和設計凍結。您已擁有成功的設計， 並且可能有一些不太成功的設計。您可能還面對一些難題，例如會延遲一個月的設計缺陷、外包困難、團隊成員或客戶之間的溝通不暢，以及利益相關者的艱難批准過程。

設計過程本質上是一個進入未知領域的冒險，並且總是包含一些令人沮喪的問題、拋棄的想法和批准難題。但如果這些小問題並不代表著您的設計過程要停止幾天或幾周呢？如果您可以在僅僅幾個小時內擁有全彩色模型呢？如果您手邊就有可靠易用的工具呢？

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如何升級您的設計流程，以及如何使初始原型到設計評審的所有過程更加高效 – 請與我們一起來看看以下真實的例子。

獲得靈感

所有設計都始於一個想法。但如果遵循最初想法的考慮是“我做不到” 或“那將花費太長時間”，那麼設計師就將面臨問題了。

在開始原型製作過程之前，您不應該受到限制 – 設計師需要激發和啟發靈感的工具。想像一下，如果您可以立即使用幾乎無限的色彩和紋理，或者能夠在短短幾天內創建幾十個原型，您將設計些什麼？想像一下，如果您知道不必依靠外包，在內部就可以創建每個模型，您可以做些什麼？在等待外包零件回來的幾周內，將有更多時間來完善您的想法。

靈感

Lior，Stratasys 應用工程師兼高級工業設計師

Lior 的任務是設計一款適合家庭環境的智慧音箱。他馬上確定了一些設計原則。智慧音箱必須小巧，並且需要在任何房間中看起來都很好，無論是安裝在廚房還是臥室。該設計還需要考慮加重的基座以抵消低音震動。

 “我從幾十張手繪草圖開始，”Lior 說道，“我喜歡極簡主義外觀的幾何形狀，所以我嘗試了立方體、球體甚至三角形。”

Lior 想要一個使用織物覆蓋的設計，這是智慧音箱的一種流行趨勢。因為他在該項目中使用了多材料 3D 列印，所以他知道可以立即將織物納入設計中。

更快–並且更智慧地從失敗中學習

經驗豐富的設計師知道，如果沒有堅實的基礎，設計過程可能會很快變得令人沮喪。

許多設計師主要依靠平面呈現來完善產品的初始形狀，只使用一個或兩個物理原型。但 2D 圖像或 3D 渲染並不能完全讓您看到產品在其環境中的外觀，或者在用戶手中的感覺。

您無法將一半的時間花在設計過程的早期階段， 而在後期糾正關鍵設計缺陷既耗時又昂貴。3D 列印使設計反覆運算變得快速而簡單，可以讓您在設計過程的早期探索各種可能性並完善產品的整體形狀。

外形

完成紙上工作後，Lior 著手進行數位 3D 呈現和物理模型。他創建了幾十個數位呈現和六到七個 3D 列印的初始形態反覆運算。

對於智慧音箱專案，Lior 使用了 PolyJet Technology™。他的第一個模型使用了 DraftGrey™（一種低成本、單一材料的快速列印選項，非常適合快速原 型製作）進行 3D 列印。3D 列印每天可以生產兩個或三個原型，並且印表機可以整夜運轉。最棒的是，Lior 可以從每次反覆運算中學習，然後考慮下一個想法以及修復設計缺陷，從而更快地做出決策。

“我的反覆運算如此之多，以至於很難跟蹤所有的反覆運算– 我必須保持井井有條，”Lior 說道，“幾周後， 我選擇了正方形而不是圓形，因為我想讓它從市場上的同類智慧音箱中脫穎而出。”

從數字呈現變為現實

由於外包或傳統建模的局限性，很多設計師直到最後都沒有時間和成本來製作詳細設計和全彩模型。這意味著，如果 CMF 出現重大問題（例如， 如果彩色模型顯示形態存在以前未發現的問題），則該專案將面臨重大風險。這也意味著團隊依靠數位呈現來傳達 CMF 設計，但是螢幕上的顏色並非總像現實生活中所看到的那樣。

CMF

僅僅一周後，Lior 就能夠將色彩融入到他的 3D 列印設計中。由於形態如此簡單（一個圓角的立方體），它不會立即被“解讀”為音箱。他想試驗幾種不同的飾面，包括木材。通常，這類項 目的木材外包需要幾周時間，但時間範圍不允 許。多材料 3D 列印使他可以將木材紋理應用於設計，並在幾個小時內列印出來。經過多次反覆運算後，Lior 最終採用了織物紋理。

帶有簡單織物紋理的列印模型在評審者看來更“ 像音箱”。Lior 可以用不同的顏色列印多個模型，並立即得到回饋，而不必等待模型上漆或將織物外包。

獲得利益相關者的批准

評審並非是設計過程中任何人都喜歡的部分，但是溝通不暢的問題會使獲得批准更加令人頭疼。

儘管許多公司在整個設計過程中都依賴數字呈 現來獲得批准，但評審者可能不知道如何對 2D 圖像提供回饋。創建物理原型的局限性也可能使追蹤利益相關者的回饋變得困難。

通過 3D 列印，您可以在一天內或一晚上製作出高保真原型，並將其快速地、一致地交到利益相關者手中。這樣一來，評審者就會知道您不僅 聽取了他們的回饋，而且已經將其考慮在內並相應地更新了設計。當所有參與者都感到被傾聽 和重視時，項目可以更快地推進，批准也會變 得更快。

使其變為現實

設計不會止步於 CMF。高保真或最終模型可以包含各種功能性，以確保獲得更好的最終產品。但是，如果您將所有時間都花在手工製作模型或等待外包原型上，那麼最終的設計階段可能會很倉促，從而使後期的生產複雜化，或者增加產品與市場的契合風險。

設計凍結

為確保音箱的設計在投入生產後不會變動，Lior 希望整合如 USB 埠、數位螢幕和顯示內部工作原理的透明蓋之類的元件。

這些設計在數字平面上看起來不錯，但有一些缺陷只有在列印後才能顯現出來。數位螢幕的大小在數位呈現時看起來很好，但是列印出來後就顯得太大了。因為 Lior 使用 3D 列印製作其物理模型，所以他可以糾正任何大小和位置問題，並在同一天列印一個新的模型，這意味著設計要盡可能考慮周全。

“僅憑偶然的機會不足以完成一個設計項目，”Lior 說道，“我做出和提出的每個決定都必須有目的性，並且在其背後有很多次反覆運算支持。”

對於智慧音箱專案，Lior 使用了 J55 3D 印表機， 該列印機具有多色彩和多材料功能，設計過程更流 暢，運轉更快。“印表機就在我旁邊，這真的很方 便，”Lior 說道，“我不必走進另一棟樓，也不必穿過辦公室就可以得到我的模型 – 我能夠馬上得到列印件，並且從列印託盤上拿到的模型就具有很高的品質。”

J55 將 PolyJet 技術無與倫比的品質與緊湊、辦公室友好的設計結合起來，這意味著它可以無縫地融入您的設計空間。用 J55 列印的零件幾乎不需要後處理， 節省了您通常花在打磨和手工上漆上的數小時時間。它能夠提供超過 500,000 種獨特的顏色組合，包括經過 PANTONE 認證的顏色，以及從木材到織物的幾十種紋理和飾面選項。在問題出現的那一刻立即解決問題，並為利益相關者提供一個（或五個）物理原型進行評審，使您的想法即刻變成現實。

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