F系列打印机和GrabCAD软件如何让原型制作变得前所未有的简单
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但是要做到这一点并不容易，特别是当您与竞争对手处于同一水平，并且采用类似的技术和工艺时。
在如今竞争激烈的市场中，有效的解决方案是改变产品开发方法，将增材制造技术融入其中。这是一种行之有效的手段，不仅可以确保跟上竞争对手的步伐，甚至还可以获得竞争优势。该方法能够大幅缩短新产品开发时间，同时让您优化设计，以确保产品做好上市准备。
然而，人们通常会以若干理由拒绝采用增材制造技术或扩大其使用范围。投资专业级3D打印机会带来财务负担，许多公司都很难证明这项开支的合理性。一些类型的增材制造需要用户对工艺和设备具有全面的了解。这通常意味着需要招聘新员工并增加工资成本。即使是已经使用3D打印进行快速原型制作的公司，在充分利用此技术方面也面临着诸多挑战。如果3D打印机不方便用户使用，工作流程繁琐复杂，或设备不可靠，那么其优势就会因为使用效率低下而降至最低。
而选择使用传统的快速原型制作方法保持现状也会带来风险。在快速开发新产品的角逐中，由于没有足够的时间和资源来充分审查和测试大量设计的迭代，出现故障的几率将增加。而使用旧方法开发多种设计又过于昂贵，在将工艺或部分流程外包的情况下更是如此。
那么，哪种既简单、可靠又高效的技术能够帮助产品开发人员提高竞争力呢？答案是专为提高快速原型制作工艺的效率和简便性而生的专业级F系列3D打印平台。该系列FDM® 3D打印机包括F170™、F370®、F190CR™、F370CR®和F770™，可提供各种解决方案，帮助企业更轻松地采用快速原型制作技术，从而提升竞争力。这些打印机可以让企业轻松无忧地改进其现有的原型制作方法。
但是，这不仅仅只是关于硬件。GrabCAD®软件套件为打印操作提供了保障，简化了工作流程，同时提供了管理打印结果的强大工具。为了解这种硬件和软件组合的强大实力，我们来进一步看看F系列打印机如何搭配GrabCAD软件解决工程师、设计师和原型制作经理在产品开发过程中面临的典型挑战。
挑战：进程缓慢
我们开发新产品的时间越长，竞争对手抢先上市的概率就越高。这会对我们增加收益的能力产生负面影响。此外，我们也没有足够的资源对多次设计迭代进行全面测试，因此出现现场故障和营收减少的风险会更大。我们需要一个能够加速快速原型制作工艺各方面进程的打印机。
F系列打印机如何加快原型制作速度
F系列打印机的显著特征在于其可以满足整个快速原型制作工艺的需求：概念验证、设计验证和功能测试。而且，这些打印机可以在工作团队环境下经济、快速地完成该任务。与使用次优级材料、打印机或外包服务机构进行早期迭代不同，F系列打印机可快速创建多个设计供相关者审查。
如果您能快速、轻松地制造出原型，无论使用3D打印还是传统的机械加工或注塑成型技术，都无需将这些任务外包。无论选择哪种技术，外包通常都意味着您要受制于供应商的交付周期，可能是几天，也可能是几周。相比之下，使用F系列打印机制作原型只需数小时或一夜之间即可完成，大大缩短了从CAD设计到可供评估的实体零件所需的时间。
使用自有3D打印机进行内部原型制作还可以保护您的知识产权，避免了机密设计信息通过外部机械加工厂或服务机构落入竞争对手之手的风险。
挑战：缺乏专业知识
我们不具备操作3D打印机的专业知识，也没有预算招聘额外的专业人员来操作3D打印机。我们需要一种易于使用并且可供团队内多名工程师共享的快速原型制作技术。
F系列打印机如何让原型制作更轻松
部分3D打印平台需要训练有素并且非常熟悉打印机操作、文件处理和故障排除的人员来操作。F系列打印机专门针对易用性进行了设计，从初始设置到设计至打印的整个工作流程都非常简便。该系列打印机采用即插即用式结构，具有自动设置和测试功能，接通电源后即可使用。无需由专门从事打印机操作和维护的特殊技术人员进行处理。
每台打印机还支持Wi-Fi连接，让打印操作与在办公室计算机上进行2D打印一样简单。如果Wi-Fi不可用，则可以通过USB或以网线打印文件。打印机配有内置摄像头，可以轻松监控打印作业的进度。
GrabCAD Print™软件还简化了传统的打印准备工作流程，为F系列打印提供了极大的便利。其操作界面与设计师和工程师所熟悉的CAD软件类似。完成零件设计后，只需轻击“打印”命令即可打印零件。您可以使用工具提示和通知快速开始和了解智能默认设置。通过GrabCAD Print还能实现文件共享，因此，设计或工程工作组的成员可以在设计过程中进行协作，并共享对3D打印机的访问。您可以直接从配有GrabCAD Print的工作站或通过移动设备上的应用程序检查打印状态。
如果您需要比GrabCAD Print所含功能更多的功能，还可以使用GrabCAD Print Pro™。Pro版提供重要的生产率提升功能，包括：
厚度分析，可快速确定打印机是否可以容纳零件的几何形状
标签功能，可让您在零件表面添加自定义的浮雕和凹雕以便识别
精度中心，可让您一步将零件精度提高多达10倍
逐个零件估算时间和材料用量
GrabCAD Print Pro还有此处所列之外的其他优点，是对F系列打印机打印功能的有力补充。
挑战：容量不足
我们需要打印的一些零件超出了大多数可用打印机的打印尺寸。我们生产白色家电，许多原型零件都非常大。容量足够大的打印机超出了我们的预算，所提供的功能我们不需要或无法证明其合理性。
F系列打印机如何轻松实现大规模打印
F770打印机就是专为应对这一挑战而开发。在所有Stratasys FDM打印机中，它的打印室大小仅次于F900®。更重要的是，它具备与其他F系列打印机相同的易用功能，但价格非常实惠。
像F900这样的高级3D打印机具有耐高温性、最多的材料选项和最大的打印室，主要针对特定的生产级用例。相比之下，F770填补了使用ABS和ASA材料进行大规模原型制作的空白，适用于不需要复杂功能的应用。如果对尺寸有要求，但无法承担高昂的成本，也不需要使用高性能聚合物，那么F770就是最合适的选择。
挑战：缺少选择
我们的3D打印机仅使用一种材料，但是我们想使用多种不同的材料来开发原型。此外，更换空材料盒非常复杂，而且十分耗时。
F系列打印机如何让原型制作更加多样化
F系列打印机在设计时考虑了多样性，可以使用多种材料进行打印，每种材料均可定制以满足特定要求。PLA是一种经济实惠的选择，如果您需要快速制作模型或需要大批量打印时，它将是最佳选择。ASA、ABS和PC-ABS是工程级热塑材料，在需要模型和原型具有差异时（如抗紫外线特性或高强度和耐用性），能够提供较高的灵活性。这些材料也可以在“快速草稿”模式下打印。当您需要高强度刚性零件进行功能测试时，ABS-CF10和FDM® Nylon-CF10等碳纤维填充聚合物可为您提供该选项。
为使更换材料更加简单，大多数F系列打印机都采用了自定位打印丝轴，力争在更换速度上领先市面上的所有FDM 3D打印机。更换或补充材料可在一分钟内完成，在这一分钟内，系统会拆卸并更换空轴，然后将打印丝装入仓道。丝轴位于打印机前方一个易于取用的抽屉中。
F770的材料装载方案与其他F系列同类产品略有不同，但过程仍然相对简单。F770的材料都装在材料线圈盒中，放在打印机打印室下方的材料存储区，方便取用。将打印丝送入打印机背面的端口，打印机就会自动处理其余的装载过程。
挑战：停机时间过长
我们以往购买的3D打印机并不可靠，导致停机时间超出合理范围。简而言之，这些打印机是一项没有收益的投资。
F系列打印机如何让原型制作更可靠
F系列打印机拥有市场上可靠的FDM功能，可满足他们其中一个主要设计要求。首先，这款打印机经过周密设计，融合了工业级质量的零件与超过30年的Stratasys FDM开发设计最佳实践。更重要的是，工程师们完成了超过10万小时的可靠性测试，以验证这些打印机的可靠性能。
该测试取得显著成果，证明了F系列在FDM打印机中拥有极高的可靠性指标。在对几种FDM打印机类型1进行的一项内部研究中，F370的作业良品率（已完成打印作业与已开始打印作业之比）为95%，零件良品率（已成功打印的零件与已打印的零件总数之比）为99%。
1 Stratasys。（2022 年）。A Characterization of the Repeatability and Performance of Stratasys Fused Deposition Modeling (FDM) Systems（Stratasys 熔融沉积成型 (FDM) 系统可重复性和性能的表征研究），来自：https://www.stratasys.com/en/resources/whitepapers/characterization-of-repeatability-and-performance/
挑战：增加打印机只会增加更多工作量
我们又增加了几台3D打印机，以满足增长的增材原型制作应用需求，但在产能增加的同时，我们的工作量也在增加。管理所有打印机和打印请求的工作量超出了我们的预期，我们的生产率也停滞不前。
F系列打印机如何让您轻松扩大产能
在组织开始采用3D打印技术后，人们就会看到该技术所带来的时间和成本效率，对3D打印的需求也会随之增加。这时，公司通常会购买更多的打印机，以满足不断增长的打印服务需求。遗憾的是，管理打印操作的工作量会增加，超出可控范围，产量也无法达到预期。然而，这不是打印机的问题，而是流程的问题。而且这个问题很容易解决。
解决方案就是GrabCAD Streamline Pro™，该软件提供了一个简单的方法来管理耗时的流程。多台3D打印机好比组成了一个枢纽，Streamline Pro便是这个枢纽的“调度员”，可以指挥不同打印机的操作，确保成功完成打印作业。Streamline Pro专为Stratasys打印机打造，优化了工作流程。该软件可帮助您从一台或两台打印机扩展到多台打印机，无缝管理越来越多、日益复杂的打印项目。
GrabCAD Streamline Pro是对GrabCAD Print 软件的补充。GrabCAD Print和Print Pro侧重于文件准备，而Streamline Pro则针对工作流程管理。如果将这些软件结合使用，便能为Stratasys客户提供端到端解决方案。
有力证明—使用FDM技术设计F系列
与所有FDM打印机一样，F系列系统能够快速、轻松地在本地直接根据数据制作模型和原型，用于概念验证、设计验证和功能测试。在通常由上市速度决定赢家的竞争市场上，这是一项颠覆性的优势。该系列打印机的问世，使依赖昂贵且耗时的建模、机械加工或注塑成型的传统原型制作方法被淘汰。
作为对这一优势的证明，F系列打印机采用省时且节约成本的FDM技术和功能开发而成，旨在加快概念验证和功能测试，打造更优质的产品。
为了提供更快的打印速度和多材料打印功能，F系列打印机需要采用新型打印头设计。Stratasys工程师制作了多种版本的打印头并在其他FDM打印机上进行了3D打印。在设计开发和验证阶段，总共进行了20多次设计迭代，并3D打印了80个打印头外壳。
我们需要通过这种看似重复的过程来改进设计，以确保准确性，并通过配套零件实现精确贴合。除概念和设计验证以外，这些零件还可用于功能测试，甚至还可用于一些初始原型打印机。FDM热塑材料具备耐用性，可以反映注塑成型的最终打印头设计所需的工程规格。
如果没有FDM技术，在设计认证和测试中达到这一水平将会异常昂贵且耗时。据估计，制作原型打印头装置的注塑模具每个成本约为$10,000。可想而知，为20个设计原型生产模具的成本十分昂贵，更不必说还需要漫长的交付时间。
快速打印多次设计迭代的功能有助于提取打印头的最佳构造，并可以为工程师提供大量数据，从而得到在统计学上具有显著性的测试结果。多次设计迭代有助于揭露不够严谨的方法在后期制作、引发产品召回风险以及其他质量问题之前无法检测到的潜在缺陷。
在F系列设计验证阶段，工程师总共为15种不同的组件提供了超过1,000个3D打印零件。如果没有FDM工艺，这些原型将采用成型钣金、数控加工和注塑成型制成，这就需要大量时间和成本支出才能实现这样严谨的设计。对多种不同设计进行3D打印和测试的功能造就了最佳配置，可在最短的时间内证明最终产品的可靠性。
此外，整个开发过程都在Stratasys设备的安全环境内完成。因而最大限度降低了机密知识产权落入不法分子手中的风险（原型制作外包时可能发生的情况）。
上述案例直接证明了这一点：正如FDM技术用于加快F系列打印机的开发一样，这些打印机也能为您的原型制作和产品开发应用取得类似的成功。但由于GrabCAD软件功能更强大，而且设计意图是使RP流程更简单、能力更强，因此F系列打印机能做得更好。
由值得信赖的品牌精心打造
选择市场领军企业提供的成熟技术，建立快速原型制作能力具有深远意义。缺乏此经验的3D打印机制造商很可能会昙花一现，从而使用户无法再获得备件、材料和技术支持。Stratasys F系列是一个专业的3D打印平台，以Stratasys在3D打印机、材料和客户解决方案方面30余年的开发和支持经验为依托。
迈出下一步
如果您从事的是新产品设计和开发业务，F系列打印机和GrabCAD软件将最直接地对您的利润产生积极影响。与传统的原型制作方法相比，这些打印机可以帮助您的设计师和工程师在很短时间内完成从设计概念到零件验证再到功能性原型的流程。这有助于加快产品上市速度，减少生产后的质量问题。此外，还会增加您战胜竞争对手的概率。
这种打印机硬件和软件组合旨在提升易用性，可以缩短和精简工作流程，能够在快速原型制作平台中为您的团队提供所需的功能、可靠性和简便性，从而迭代、改进和完善设计。他们可以在配备清洁、安静、经过安全认证的3D打印机的办公环境中开展工作。
与当前产品的开发时间相比，如果您能将其缩短一半或更多的时间，贵公司将获得哪些益处？使用易用、可靠的3D打印机和简单的CAD至打印工作流程，您的设计和工程工作组的效率将提高多少？
有了Stratasys F系列打印机和GrabCAD软件，现在是使用FDM技术改进原型制作操作的最佳时机。
