DFM（Design for Manufacturing）面向制造而設(shè)計(jì)，是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要滿足產(chǎn)品制造的要求。工程師在設(shè)計(jì)前需要充分考慮到制造的難易、成本及效率，結(jié)合不同的制造方式去做設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終做到更便宜、更輕松地制造產(chǎn)品。

目前主流的生產(chǎn)工藝包括注塑、CNC、沖壓、壓鑄等，隨著3D打?。ㄔ霾闹圃欤┘夹g(shù)的興起，工程師多了一項(xiàng)新的制造選擇。這時(shí)就出現(xiàn)了DfAM（Design for Additive Manufacturing）的概念，它是一種基于增材思維的先進(jìn)設(shè)計(jì)與智能制造下的全新設(shè)計(jì)范式。

3D打印（增材制造）有什么不同之處？

與其他傳統(tǒng)制造方法相比，增材制造技術(shù)提供了更大的設(shè)計(jì)自由度。還有它獨(dú)有的優(yōu)勢：

    內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如格子填充的實(shí)體對象
    拓?fù)鋬?yōu)化，例如復(fù)雜的幾何形狀
    多材料設(shè)計(jì)
    零件合并
    大規(guī)模定制

從航空航天到醫(yī)療保健再到電子產(chǎn)品，各行各業(yè)都有通過3D打印設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用案例，這些組件效率更高、性能更好、成本更低。

例如，GE已成功生產(chǎn)超10萬件3D打印燃油噴嘴。作為一個(gè)復(fù)雜的部件，之前它由大約20個(gè)組件焊接而成，現(xiàn)在通過3D打印1個(gè)整體就行。通用汽車使用3D打印制造的座椅支架不僅比以前的支架更輕、更堅(jiān)固，而且可以打印成完整的一個(gè)部件而不是八個(gè)組件。

同時(shí)，在牙科領(lǐng)域，3D打印被廣泛用于牙科植入物和手術(shù)導(dǎo)板等的個(gè)性化定制，比傳統(tǒng)方法更快、更便宜。

該如何為3D打印（增材制造）而設(shè)計(jì)？

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造之初，工程師就需要先了解清楚3D打印不同工藝的區(qū)別和可用的材料及其特性。從粉末床融合到立體光刻或者塑料熔融等，每種工藝都不相同；材料也分為塑料、樹脂、金屬、陶瓷等。支撐材料、打印方向、后處理等也是需要考慮的方向。

同時(shí)，還需要學(xué)習(xí)DfAM的思維方式，通過特定的軟件工具去做設(shè)計(jì)，這里說的軟件包括Materialise Magics、 3-Matic、Hyperganic 和 Netfabb等。通過這些軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，其中涉及的技術(shù)又包括創(chuàng)成式設(shè)計(jì)、后拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、點(diǎn)陣設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、仿真分析技術(shù)等。

其中，有的軟件還可以生成支撐結(jié)構(gòu)，并根據(jù)材料，和模型的體積估算出打印成本等。

事實(shí)上，傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，比如Solidworks，NX，Rhino和Creo等都有新增3D打印模塊功能/組件，可直接在軟件中對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改以讓它適合于3D打印。

所有產(chǎn)品都必須使用DfAM嗎？

雖然3D打印有它的優(yōu)勢，但它也并不是萬能的，它不能替代傳統(tǒng)的減材制造，而是一種互補(bǔ)的關(guān)系。這就要求工程師有自己的判斷能力，什么樣的產(chǎn)品適合用3D打印來做，什么又必須借助傳統(tǒng)的方式才能實(shí)現(xiàn)加工成本最低，制造更容易，最終的效益最高。

3D打印最大的優(yōu)勢是適合零件的個(gè)性化定制，無需復(fù)雜的工具、模具或大量設(shè)備設(shè)置，比如用它可以制作原型和功能原型零件，還有工裝夾具，種植牙和透明矯正器，火箭和航空航天部件等。

簡單理解，3D打印可以用來做定制、獨(dú)特、數(shù)量有限的零件和產(chǎn)品。由于3D打印的速度和材料的局限性，目前并未廣泛用于零件的大規(guī)模生產(chǎn)。所以在做DfAM設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮是不是應(yīng)該這樣做，在時(shí)間和費(fèi)用上有沒有明顯優(yōu)勢，我們不能為了3D打印而去做設(shè)計(jì)。

如何學(xué)習(xí)DfAM，并應(yīng)用到工作中？

DfAM是另一種幫助設(shè)計(jì)師和工程師做出設(shè)計(jì)決策以優(yōu)化零件和產(chǎn)品的工具。要掌握這一新工具，就需要熟悉3D打印技術(shù)和材料，并學(xué)會以不同的方式思考事物的制造方式。這時(shí)就需要花時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)，這里資源庫推薦大家購買《增材制造設(shè)計(jì)（DfAM）指南》這本書，它也是第一本專為3D打印設(shè)計(jì)而寫的專業(yè)書籍。

目前，國內(nèi)也有一些企業(yè)和院校提供相關(guān)的培訓(xùn)或者教學(xué)，但是相對來說還是比較少，想要真正掌控DfAM設(shè)計(jì)思維需要大量的知識儲備和軟件實(shí)操，經(jīng)過不斷的積累，才能了解3D打印基礎(chǔ)，知道什么是構(gòu)建體積、收縮和變形、表面光潔度、支撐結(jié)構(gòu)等。

在軟件中明白什么是晶格結(jié)構(gòu)、三角剖分、細(xì)節(jié)分辨率，并對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，做功能集成等。同時(shí)還需要明白不同工藝的成本計(jì)算和比較，以及3D打印后處理（熱處理、移除支撐等）。

平時(shí)需要多積累，做設(shè)計(jì)多思考，把產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和制造過程相結(jié)合，避免設(shè)計(jì)與工藝以及工藝與材料之間脫節(jié)，甚至相互割裂對立，掌握DfAM將是往后工程師在制造業(yè)中的一項(xiàng)必備技能。

DFM（Design for Manufacturing）面向制造而設(shè)計(jì)，是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要滿足產(chǎn)品制造的要求。工程師在設(shè)計(jì)前需要充分考慮到制造的難易、成本及效率，結(jié)合不同的制造方式去做設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終做到更便宜、更輕松地制造產(chǎn)品。

目前主流的生產(chǎn)工藝包括注塑、CNC、沖壓、壓鑄等，隨著3D打?。ㄔ霾闹圃欤┘夹g(shù)的興起，工程師多了一項(xiàng)新的制造選擇。這時(shí)就出現(xiàn)了DfAM（Design for Additive Manufacturing）的概念，它是一種基于增材思維的先進(jìn)設(shè)計(jì)與智能制造下的全新設(shè)計(jì)范式。

3D打印（增材制造）有什么不同之處？

與其他傳統(tǒng)制造方法相比，增材制造技術(shù)提供了更大的設(shè)計(jì)自由度。還有它獨(dú)有的優(yōu)勢：

    內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如格子填充的實(shí)體對象
    拓?fù)鋬?yōu)化，例如復(fù)雜的幾何形狀
    多材料設(shè)計(jì)
    零件合并
    大規(guī)模定制

從航空航天到醫(yī)療保健再到電子產(chǎn)品，各行各業(yè)都有通過3D打印設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用案例，這些組件效率更高、性能更好、成本更低。

例如，GE已成功生產(chǎn)超10萬件3D打印燃油噴嘴。作為一個(gè)復(fù)雜的部件，之前它由大約20個(gè)組件焊接而成，現(xiàn)在通過3D打印1個(gè)整體就行。通用汽車使用3D打印制造的座椅支架不僅比以前的支架更輕、更堅(jiān)固，而且可以打印成完整的一個(gè)部件而不是八個(gè)組件。

同時(shí)，在牙科領(lǐng)域，3D打印被廣泛用于牙科植入物和手術(shù)導(dǎo)板等的個(gè)性化定制，比傳統(tǒng)方法更快、更便宜。

該如何為3D打印（增材制造）而設(shè)計(jì)？

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造之初，工程師就需要先了解清楚3D打印不同工藝的區(qū)別和可用的材料及其特性。從粉末床融合到立體光刻或者塑料熔融等，每種工藝都不相同；材料也分為塑料、樹脂、金屬、陶瓷等。支撐材料、打印方向、后處理等也是需要考慮的方向。

同時(shí)，還需要學(xué)習(xí)DfAM的思維方式，通過特定的軟件工具去做設(shè)計(jì)，這里說的軟件包括Materialise Magics、 3-Matic、Hyperganic 和 Netfabb等。通過這些軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，其中涉及的技術(shù)又包括創(chuàng)成式設(shè)計(jì)、后拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、點(diǎn)陣設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、仿真分析技術(shù)等。

其中，有的軟件還可以生成支撐結(jié)構(gòu)，并根據(jù)材料，和模型的體積估算出打印成本等。

事實(shí)上，傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，比如Solidworks，NX，Rhino和Creo等都有新增3D打印模塊功能/組件，可直接在軟件中對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改以讓它適合于3D打印。

所有產(chǎn)品都必須使用DfAM嗎？

雖然3D打印有它的優(yōu)勢，但它也并不是萬能的，它不能替代傳統(tǒng)的減材制造，而是一種互補(bǔ)的關(guān)系。這就要求工程師有自己的判斷能力，什么樣的產(chǎn)品適合用3D打印來做，什么又必須借助傳統(tǒng)的方式才能實(shí)現(xiàn)加工成本最低，制造更容易，最終的效益最高。

3D打印最大的優(yōu)勢是適合零件的個(gè)性化定制，無需復(fù)雜的工具、模具或大量設(shè)備設(shè)置，比如用它可以制作原型和功能原型零件，還有工裝夾具，種植牙和透明矯正器，火箭和航空航天部件等。

簡單理解，3D打印可以用來做定制、獨(dú)特、數(shù)量有限的零件和產(chǎn)品。由于3D打印的速度和材料的局限性，目前并未廣泛用于零件的大規(guī)模生產(chǎn)。所以在做DfAM設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮是不是應(yīng)該這樣做，在時(shí)間和費(fèi)用上有沒有明顯優(yōu)勢，我們不能為了3D打印而去做設(shè)計(jì)。

如何學(xué)習(xí)DfAM，并應(yīng)用到工作中？

DfAM是另一種幫助設(shè)計(jì)師和工程師做出設(shè)計(jì)決策以優(yōu)化零件和產(chǎn)品的工具。要掌握這一新工具，就需要熟悉3D打印技術(shù)和材料，并學(xué)會以不同的方式思考事物的制造方式。這時(shí)就需要花時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)，這里資源庫推薦大家購買《增材制造設(shè)計(jì)（DfAM）指南》這本書，它也是第一本專為3D打印設(shè)計(jì)而寫的專業(yè)書籍。

目前，國內(nèi)也有一些企業(yè)和院校提供相關(guān)的培訓(xùn)或者教學(xué)，但是相對來說還是比較少，想要真正掌控DfAM設(shè)計(jì)思維需要大量的知識儲備和軟件實(shí)操，經(jīng)過不斷的積累，才能了解3D打印基礎(chǔ)，知道什么是構(gòu)建體積、收縮和變形、表面光潔度、支撐結(jié)構(gòu)等。

在軟件中明白什么是晶格結(jié)構(gòu)、三角剖分、細(xì)節(jié)分辨率，并對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，做功能集成等。同時(shí)還需要明白不同工藝的成本計(jì)算和比較，以及3D打印后處理（熱處理、移除支撐等）。

平時(shí)需要多積累，做設(shè)計(jì)多思考，把產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和制造過程相結(jié)合，避免設(shè)計(jì)與工藝以及工藝與材料之間脫節(jié)，甚至相互割裂對立，掌握DfAM將是往后工程師在制造業(yè)中的一項(xiàng)必備技能。