快速原型制作服务：类型和供应商选择指南

快速原型制作服务也是开发过程中需要应对的挑战之一。即使在今天，虽然有很多技术可供选择，但它们在精度、材料和成本方面可能存在一定的差异，而且公司往往会夸大这些信息，导致原型效果不尽如人意。

简而言之，这是原型制作过程中结构化知识缺失的问题，而缺乏充分、客观的供应商评估标准则进一步加剧了这一问题。在原型制作过程中，此类决策基本上只考虑价格等因素，而没有对实际技术适用性和供应商专业水平进行评估。

快速原型制作服务快速参考指南

快速原型制作服务能够帮助客户快速测试和验证设计方案。该流程主要采用的技术包括： 3D打印（适用于快速原型制作或复杂设计）、 CNC加工（适用于高强度或高精度要求）以及真空铸造（适用于小批量生产）。

为何信赖本指南？来自 LS 制造专家的实践经验

本手册是我们过去几十年在快速原型制作领域经验的结晶。手册中的所有结论均来自实际工作，在这些工作中，速度和精度都至关重要。我们采用的模型均经过德勤洞察和嘉德纳商业媒体的基准测试，以确保我们的原型符合所有与形状、功能和可靠性相关的标准。

我们拥有多材料制造能力和数字化制造流程，可助您快速迭代。无论您需要金属原型还是涉及聚合物的复杂组件，我们都采用行业标准技术，确保尺寸精度并增强强度，从而助力快速开发。

整个流程始于材料选择，并贯穿后续的加工处理，其中包括实施质量体系，该体系遵循德勤洞察和嘉德纳商业媒体提供的最佳实践和标杆指南。这种方法将确保您的原型不仅能够按照设计预期运行，而且能够作为最终产品正常运作。

图 1：LS Manufacturing 提供的快速原型制作方法和选择标准指南

如何根据项目需求选择最合适的快速原型制作技术？

快速原型制作方法的选择应通过对项目需求进行系统评估来进行。以下分析从四个维度对主流快速原型制作服务类型进行比较，以指导有效原型制作技术的选择。

• 尺寸精度和表面光洁度： CNC加工可提供±0.025mm的最高精度和最佳表面质量，非常适合发动机零件的功能测试。而3D打印（例如SLA）虽然细节丰富，但可能需要进行后处理才能满足项目严格的公差要求。
• 材料特性及应用： CNC加工采用生产级金属和塑料，制作具有特殊机械或热学特性的原型。真空浇铸工艺使用聚氨酯树脂，能够高精度地复制细微细节，从而制作出外观模型。这构成了原型制作技术选择中性能验证的核心标准。
• 成本结构和交付周期：3D打印的初始成本最低，对于单个复杂几何形状的模型来说速度最快，最适合早期概念模型。对于中等批量（即10到50个单元） ，真空铸造则更具经济性。在考虑快速原型制作服务类型时，选择哪种方式会直接影响预算。
• 生产速度和灵活性： 3D打印的优势在于速度，几天内即可完成设计迭代。CNC加工虽然设置时间较长，但能生产出坚固耐用的零件。对于两周内需要的小批量外壳订单，真空铸造工艺兼顾了速度和质量，体现了其对项目需求的精准匹配。

原型制作技术的选择应重点考虑精度、材料、成本和生产速度等关键因素。每项技术都必须与项目需求进行仔细匹配，以确保选择合适的方案，从而充分利用各种快速原型制作服务类型，以最小的风险快速开发概念，并达到既定目标。

3D打印、CNC加工和真空成型各有什么优点和缺点？

任何项目的最佳成果都源于对各种方法之间核心差异的深刻理解。接下来，我们将比较三种主要的快速原型制作方法，探讨每种方法固有的优势和劣势，从而为更有效地进行原型制作流程的优缺点分析奠定基础。

3D打印和CNC加工的直接比较揭示了一种经典的权衡关系： 3D打印在早期原型制作的复杂性和速度方面表现出色，而CNC加工则在精度和功能性方面无可匹敌。与此同时，真空成型技术占据着独特的市场地位，有效地弥补了小批量外观原型制作方面的不足。这种原型制作工艺优缺点分析表明，没有哪一种方法是绝对优越的；最佳选择取决于具体需求，并需在现有的快速原型制作方法中进行选择。

图 2：LS Manufacturing 为精密复杂部件提供专家级原型制作服务

复杂零件快速原型制作需要哪些特殊工艺？

对于几何形状复杂、规格要求严格的复杂零件快速原型制作，传统的快速原型制作方法可能不足以满足需求。在这种情况下，需要采用特殊的工艺解决方案，以便选择合适的快速原型制作供应商。

1. 多材料和可溶解支撑：由于材料喷射工艺能够在一次工艺中制造出具有不同颜色或肖氏硬度值的部件，因此可以进行多材料快速成型。更重要的是，它允许使用可溶解支撑结构，这对于创建其他方法无法清洁的复杂内部通道至关重要，是一种重要的特殊工艺解决方案。
2. 金属增材制造（DMLS/SLM）：在复杂零件快速原型制作、航空航天，尤其是医疗领域，具有特殊的应用价值。此外，在直接生产具有晶格结构和冷却通道等高强度金属零件时，可能需要掌握快速原型制作工艺的专业知识。
3. 五轴数控加工：它提供了一种高效的特殊加工解决方案，尤其适用于加工需要在多个表面上保持高精度的复杂零件。此外，它还能最大限度地缩短设置时间，从而有助于在单个零件上加工深凹槽或轮廓面，这对于叶轮/叶片组件等功能原型来说至关重要。
4. 混合和组合方法：在某些情况下，最终选择的工艺可能涉及多种工艺的融合。最常用的技术之一是先通过 3D 打印技术制作复杂的芯材，然后利用真空成型技术获得高质量的表面光洁度。这凸显了全面选择快速原型供应商的重要性，因为拥有广泛能力组合的供应商能够更好地执行这些集成解决方案。

为了成功实现复杂零件的快速原型制作， 快速原型制作系统必须集成创新的多材料快速原型制作专用工艺解决方案。拥有快速原型制作供应商将大有裨益。

评估快速原型制作供应商的 8 个关键指标是什么？

在明确需要高效的原型制作流程后，选择合适的合作伙伴至关重要。在选择快速原型制作供应商时，需要运用理性思维。这包括评估关键的供应商评价指标，以确保质量和可靠性。

成功选择快速原型供应商的首要目标是在八项供应商评估指标的框架内，找到合适的平衡点。优先考虑技术能力、供应商资质认证和工程支持，对于理解如何选择能够成为真正开发合作伙伴的快速原型供应商至关重要。

为什么快速原型制作报价差异如此之大？

在需要定制快速原型制作报价时，价格差异可能会令人惊讶。对快速原型制作报价进行深入分析，找出造成价格差异的原因，而成本结构分析是其中的关键部分。

技术与设备投资

价格差异的核心原因通常源于原型制作流程本身。工业级金属3D打印机或五轴数控机床属于高昂的初始投资，这体现在机器工时费上。SLS尼龙的报价与DMLS钛的报价差异显著，因此技术选择是快速原型制作报价分析中的首要驱动因素。

材料成本和选择

材料成本将被视为直接可变投入成本。普通ABS或树脂的成本不高，但其他高端工程热塑性塑料/金属材料则更为昂贵。这种成本差异是任何定制快速原型项目成本结构分析的基本组成部分。

劳动和后期处理的复杂性

人工成本是3D打印的一大隐性高成本。对于简单的3D结构打印模型或原始模型，几乎不需要人工；但对于需要移除复杂支撑结构、喷漆、组装进行功能测试等工序的模型，则需要耗费大量工时，这将大大增加最终产品的成本。

零件设计、几何形状和订单量

成本取决于设计。设计的复杂性会导致制造和加工时间延长。此外，规模经济效益会因产量不同而有所差异。如果单个产品需要数控加工，成本将非常高昂。但规模经济效益会随着产量而变化。即使产量较低，真空铸造也可能更经济。

本质上，定制快速原型制作的价格差异是合理的，主要原因在于每种方案所采用的技术不同，例如3D打印、CNC加工或注塑成型。进行详细的快速原型制作报价分析非常有启发意义，因为它揭示了材料选择、生产速度和表面处理要求如何直接影响最终成本，从而清晰地展现其价值所在。

LS制造医疗器械行业：可穿戴医疗器械的定制化多材料原型

本文分析了LS Manufacturing在解决高功能性医疗技术难题方面的成功案例。该成功案例的关键在于开发了高功能性医疗设备原型和健康监测系统。

客户挑战

一家医疗技术公司在设计方面遇到了难题。他们正在研发一款可穿戴式医疗设备，需要一种连续的外壳，其中硬质部件和软质部件会与皮肤接触。对于多材料快速原型制作而言，组装或包覆成型等工艺效率不高。

LS制造解决方案

他们利用PolyJet技术，成功地整合了一种颇具未来感的多材料快速成型工艺。因此，他们能够在一次成型过程中打印出不同邵氏硬度的光敏树脂。当然，他们也成功地创建了原型数字模型，模型内部坚硬部分与外部柔软部分之间实现了平滑过渡，这标志着完美且功能齐全的集成原型的完成。

结果与价值

他们收到了医疗器械原型，这些原型的功能完全符合预期。考虑到客户预期会因成本60万元人民币而进行修改，快速原型制作使客户的交付时间缩短了50% 。客户对快速原型制作报价的理解是，最终成本会远高于预期。

LS Manufacturing 的成功案例充分展现了应用多材料快速原型制作技术在克服医疗器械原型制作过程中面临的诸多材料难题方面的重要性。此外，我们还通过制定明确的计划和快速原型制作报价，成功地以更快的速度创新并节省了成本，从而惠及我们尊贵的客户。

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如何通过设计优化降低快速原型制作成本？

事实上，在追求快速原型制作成本优化的过程中，最重要的参数是早期设计阶段的设计变更活动。积极主动地提出针对面向制造的设计（DFM）优化方案的设计变更建议，对于确保时间和成本的双重优化至关重要。

优化壁厚和均匀性

针对所选工艺（例如， 3D 打印为 1-2 毫米），保持一致的推荐壁厚是一项重要的设计改进建议。避免过厚的壁厚可以防止出现缩痕和过长的冷却时间，而过薄的壁厚则可能导致打印失败，从而通过最大限度地减少材料用量和打印失败，直接有助于优化快速原型制作的成本。

尽量减少支撑结构和悬挑部分

通过使用自支撑角钢，可以改进增材制造工艺。这意味着角钢的角度将大于45 度，其目的是最大限度地利用倒角而非悬挑结构，从而最大程度地减少支撑结构的使用。DFM优化方案的最优程度取决于能否减少浪费、时间和人力投入，这意味着该参数代表了建造时间成本中相当大的一部分。

整合与智能嵌套设计

这种设计方式可以将小型模型/组件整合/组合成复杂的模型原型。对于数控加工工艺而言，模型整合可以通过将模型嵌套在生产表面上来实现。这种整合策略是快速原型制作成本优化的有效方法。

选择合适的公差和表面光洁度

如果对非关键表面进行精密表面处理或加工，则会增加不必要的额外生产成本。DFM优化解决方案涵盖的所有方面中，最重要的一点是尽可能充分利用市面上现有的喷砂处理方案，因为机械加工和抛光操作耗时更长。

总之，从一开始就采纳这些设计改进建议，可以显著降低快速原型制作的成本。如果您正在寻求供应商的帮助来改进可制造性设计 (DFM)，那么您需要切实可行的设计方案。此外，您还需要确保您的设计方案在原型制作方面具有成本效益。这将有助于您更快地完成整个开发流程。

为什么选择 LS Manufacturing 作为您的快速原型制作合作伙伴？

它与拥有能够帮助您找到合适的合作伙伴，从而高效地共同开发创新理念密切相关。选择LS Manufacturing作为您的快速原型合作伙伴的关键因素之一是，他们将使您处于更有利的地位，从而充分利用快速原型服务的所有优势。

提供端到端服务和技术

作为一家专业的原型制造商，我们自然而然地为客户提供从咨询到所有后续制造工作的全流程服务。这项服务基于我们公司内部现有的生产技术知识，由内部团队提供，与3D打印、多轴数控机床等工艺有所不同。 然后通过真空铸造，这无疑将成为我们行业中独一无二的服务。

专家工程支持与设计协作

我们与专业的应用工程师合作，创造性地运用可制造性设计 (DFM)理念和方法。这无疑是快速原型制作服务中最关键的因素之一。坦白地说，我们的设计师团队将与您的团队紧密合作，利用快速原型制作服务的优势，根据功能性、外观和最终的经济性等因素，对您现有的设计进行升级。

严格的质量控制和一致的结果

我们实施严格的质量管理体系，并配备精密测量设备，例如三坐标测量机 (CMM)。这种对一致性的执着追求确保了从首件模型到小批量功能样机的每一个原型都符合精确的规格要求，使LS Manufacturing 成为您在关键项目里程碑中值得信赖的合作伙伴。

良好的业绩记录和以客户为中心的理念

在医疗、汽车、电子产品及类似领域，项目成功率相当令人满意。这完全取决于沟通的效率。我们已对快速原型制作报价分析流程进行了调整，以确保项目在规定时间内完成。客户满意度已超过98%。

总而言之， LS Manufacturing凭借其技术广度和深厚的协作经验，在专业原型制造领域脱颖而出。我们核心的快速原型服务优势——全面的能力、工程合作伙伴关系和严格的质量控制——直接转化为客户风险的降低、总成本的降低以及创新速度的加快。

图 4：LS Manufacturing 的下一代技术助力复杂原型制造

要获得准确快捷的原型报价，需要哪些信息？

高效的项目需求沟通是确保您能及时获得准确报价的必要条件。为了满足快速原型制作报价的要求，提供全面的技术信息是准确报价的基础。

• 完整的3D模型和关键尺寸：所有报价都应以STEP或IGES格式的正确3D模型为基础。每件产品的关键尺寸都应包含在二维图纸中。这可以避免任何假设，也是准备准确报价指南的技术数据的第一步。
• 材料规格和性能需求：这将需要用于原型开发的特定材料，例如ABS类似树脂或6061铝合金等。有时，根据具体需求（例如，视觉原型开发、测试原型开发或主原型开发），材料要求也会受到直接影响。
• 数量、交货时间和后处理细节：请明确所需数量。1 件和 50 件之间的差别非常大。您需要的交货周期——无论是标准交货周期还是加急交货周期——都需要明确说明。表面处理要求，无论是标准表面处理还是喷漆、纹理处理或电镀——都需要明确说明；因为后处理也是快速原型制作报价的重要组成部分。
• 组装和二次加工：如果您的项目包含大量组件，您需要检查这些组件是否需要组装以及组装方式，然后再进行后续的二次加工，例如安装金属螺纹或贴标签等。这些加工通常不包含在技术数据准备阶段，但它们可能会对报价的准确性产生重大影响。

归根结底，只有满足快速原型制作报价所需的所有条件，才能获得准确的报价。花时间准备与模型、材料、数量和表面处理相关的技术数据，将有助于明确项目范围。这项工作能够有效地提供准确的报价指南，或者更确切地说，是准确的价格，从而帮助您从供应商那里获得合理的报价。

常见问题解答

1. 最小订购量和最大加工尺寸是多少？

对于原型开发和小批量生产，我们提供最大加工尺寸为 800x600x500mm 的服务。从单个样品的验证到小批量生产订单中数百件的打样，我们都能提供全套服务。我们机器的最大加工能力在于，无论是 CNC 加工还是 3D 打印，都能处理尺寸为800mm x 600mm x 500mm的原型。这足以满足电子设备外壳原型制作的需求。

2. 不同原型制作技术的精度差异有多大？

精度水平因工艺而异，FDM工艺的精度为±0.1mm，SLA工艺的精度为±0.02mm 。我们将根据您可能需要执行的工艺流程，为您推荐合适的替代方案。需要注意的是，不同工艺的精度水平可能存在显著差异。例如，FDM工艺的精度较低，范围在±0.1mm至0.3mm之间，而高精度的SLA/CNC加工工艺的精度可达±0.02mm至0.05mm 。我们将根据您的精度要求，为您提供合适的工艺方案。

3. 你们提供材料性能测试报告吗？

我们为所有原型产品提供材料认证和关键性能测试报告（KPT报告）。我们可以提供批量材料认证和关键机械性能（包括强度和抗冲击性）的测试结果，以便您在收到原型产品并根据其性能标准进行测试和验证时，能够确认其是否符合要求。

4. 如何解决设计变更问题？

为了满足各项标准，我们制定了一套应对变量变化的流程，其中影响评估将在2小时内完成，并据此调整解决方案/报价。此外，考虑到每次只关注特定项目时可能需要进行设计变更，我们最终确定，在收到变更请求后，将在2小时内完成影响评估。

5. 有哪些表面处理方案可供选择？

表面处理方法超过十种，例如喷砂、电镀、阳极氧化等等。后处理方法也多种多样，例如，根据表面处理后所需的功能，可采用喷砂进行哑光或精细抛光，喷涂所需的任何潘通色号，丝网印刷，电镀，以及对铝合金进行阳极氧化处理。

6. 您采取哪些措施来保护知识产权？

为了确保您设计数据的安全，我们会严格遵守保密协议 (NDA) 的相关流程。不过，在您启动项目之前，我们可以提前规划保密协议事宜。正如上文所述，保密协议流程属于标准流程。您的设计细节将通过加密网站安全保存。我们的团队仅会对您的设计细节进行有限的处理。项目完成后，我们会将其删除。

7. 你们提供加急发货服务吗？

我们还推出了快速生产渠道，以满足您项目的紧急需求。为了满足您的紧急项目需求，我们创建了快速绿色通道，专门用于紧急项目。通过高效的进度安排和并行工程技术的应用，例如SLA 3D打印项目，可以在24小时内完成并交付，从而满足您的研发进度要求。

8. 如何解决质量问题？

我们还进行端到端的质量验证。对于制造过程中发现的质量缺陷，我们将免费返工，以保障我们尊贵客户的利益。我们对生产过程的每个阶段都负责质量验证。从原材料存储到最终产品交付，如果在我们的生产过程中发现任何质量缺陷，我们将立即启动返工流程，返工费用将根据返工后的产品最终质量标准确定。

概括

通过技术分析和科学的选择标准，您可以获得满足您需求的最佳快速原型解决方案。凭借公司丰富的技术经验和已完成的项目， LS Manufacturing保证为每一位客户提供高质量的服务。

立即联系我们的原型制作专家，获取根据您的需求量身定制的解决方案。我们诚邀您现在联系我们，获取免费的DFM分析报告。无论如何，我们承诺保障您的开发工作。

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LS制造团队

LS Manufacturing是一家行业领先的公司，专注于定制化制造解决方案。我们拥有超过20年的经验，服务过5000多家客户，专注于高精度CNC加工、钣金制造、3D打印、注塑成型、金属冲压以及其他一站式制造服务。
我们工厂拥有超过100台最先进的五轴加工中心，并通过了ISO 9001:2015认证。我们为全球150多个国家和地区的客户提供快速、高效、高质量的制造解决方案。无论是小批量生产还是大规模定制，我们都能在24小时内以最快的速度满足您的需求。选择LS Manufacturing，意味着选择高效、优质和专业。
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