3D打印技術(shù)為制造業(yè)轉(zhuǎn)型提供了無數(shù)的機(jī)會(huì)。3D打印機(jī)已經(jīng)擴(kuò)大了公司的運(yùn)營(yíng)能力，包括快速原型使用。這些新的發(fā)展包括3D打印泵。制造泵組件可能是一個(gè)昂貴的過程，這是的3D打印成為企業(yè)利用的完美解決方案。用于3D打印泵的材料范圍可以從聚乳酸到不銹鋼，為采用該技術(shù)的公司提供了巨大的機(jī)會(huì)，以改善其部件。3D打印泵組件對(duì)于那些生產(chǎn)包括離心泵、水泵和污水泵、渦輪泵、輸送泵、流體流量泵等多種泵的復(fù)雜鑄件的人來說特別有益。提高制造速度和效率，同時(shí)保持精度，是制造商面臨的挑戰(zhàn)，但也因此激勵(lì)了行業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新，以降低成本，為客戶提供更好的產(chǎn)品。正在測(cè)試3D打印功能的公司可能有資格獲得聯(lián)邦和州的研發(fā)稅收抵免政策。

研究與開發(fā)稅收抵免

包括利用3D打印技術(shù)的企業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)的公司，自1981年以來一直在利用聯(lián)邦研究與發(fā)展（R＆D）稅收抵免。對(duì)于新的和改進(jìn)的產(chǎn)品和工藝，企業(yè)可以獲得高達(dá)13％的合格花費(fèi)的信貸。合格的研究必須符合以下四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

新的或改進(jìn)的產(chǎn)品、流程或軟件；

技術(shù)本質(zhì)上；

消除不確定性；

實(shí)驗(yàn)過程。

合格的成本包括員工工資、供應(yīng)成本、測(cè)試成本、合同研究費(fèi)用以及與開發(fā)專利相關(guān)的成本。2015年12月18日，奧巴馬總統(tǒng)簽署了研發(fā)稅收抵免永久的法案。從2016年開始，研發(fā)信貸可以用來抵消替代最低稅率，創(chuàng)業(yè)企業(yè)可以利用每年25萬美元的工資稅收抵免。

泵的3D打印方法

當(dāng)3D打印泵的組件時(shí)，通常會(huì)用到兩種材料，一種是ABS，通常用于注射成型的熱塑性方法；另外一種是PLA，通常是可再生資源衍生的可生物降解的熱塑性材料。ABS和PLA都適用于原型氣泵打印，使用ABS進(jìn)行3D打印的組件有著極強(qiáng)的彈性和拉伸強(qiáng)度，而PLA是快速成型的最佳選擇。但這最終取決于泵的用途，ABS可以承受高達(dá)221°F的溫度，PLA可以承受140°F的溫度。對(duì)于希望減少工業(yè)和商用泵生產(chǎn)的零件的制造商來說，未來3D打印泵的用途正在不斷增長(zhǎng)。這些是低成本的方法，其他材料是一個(gè)變量。高端制造商正在使用燒結(jié)金屬來實(shí)現(xiàn)汽車和航空航天等新應(yīng)用。

泵的3D打印組件可以用來克服設(shè)計(jì)工程師在整個(gè)傳統(tǒng)制造過程中遇到的限制。水泵的模具和鑄件不僅需要花費(fèi)數(shù)周時(shí)間才能生產(chǎn)出來，而且生產(chǎn)可靠部件所需的準(zhǔn)確性和細(xì)粒度細(xì)節(jié)也不能保證。3D打印擴(kuò)大了復(fù)雜幾何形狀設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，同時(shí)支持制造商快速生產(chǎn)鑄件的能力。

水泵的3D打印過程

確定實(shí)施哪種方法可能很困難，但很大程度上取決于泵的最終用途，因?yàn)槊糠N方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。關(guān)于水泵，3D打印方法的主要因素包括強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、可生物降解性和機(jī)械加工性。例如，雖然ABS比PLA更耐用且耐熱，但使用ABS方法制成的打印品容易翹曲，當(dāng)應(yīng)用涉及到冷熱水時(shí)，出現(xiàn)問題。另一方面，PLA可以使打印品具有更高的美感，這是由于能夠打印具有非常精細(xì)的細(xì)節(jié)的部件，并且由于其較低的打印溫度而成為可能。

如前所述，3D打印可用于實(shí)現(xiàn)需要獨(dú)特設(shè)計(jì)和形狀的泵部件的靈活和快速的原型設(shè)計(jì)。水泵的3D打印過程從設(shè)計(jì)STL文件開始，打印所有適用的部件。STL文件是在開發(fā)三維物體幾何體時(shí)以及在快速成型設(shè)計(jì)過程中使用的CAD文件。選擇的電機(jī)應(yīng)該是與水接觸時(shí)不會(huì)過熱的電機(jī)。選擇最佳電機(jī)后，可以正確設(shè)計(jì)底座、頂部和兩個(gè)渦輪機(jī)。這個(gè)設(shè)計(jì)過程可以是一個(gè)迭代的過程，因?yàn)樗枰麄€(gè)的功能測(cè)試。

一旦所有需要的部件都完成，就可以進(jìn)行裝配。將電纜焊接到電機(jī)上可以幫助提高組件的耐用性和穩(wěn)定性。在整個(gè)過程中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)將允許設(shè)計(jì)更改，使最終產(chǎn)品中可以產(chǎn)生更多或更少的水。在開發(fā)過程中經(jīng)歷一系列變化的設(shè)計(jì)是幫助公司獲得研發(fā)稅收優(yōu)惠的案例。

改善的空間

3D打印和CAD軟件的配對(duì)顯示了改善泵行業(yè)整體制造過程的巨大潛力。隨著成本的降低和交貨時(shí)間的縮短，制造3D打印部件被證明是推動(dòng)創(chuàng)新的動(dòng)力。目前，大多數(shù)組件是批量生產(chǎn)的，對(duì)于制造商來說，最終是一個(gè)簡(jiǎn)化的和較低成本的過程。然而，使用3D打印技術(shù)，制造商可以生產(chǎn)更小批量的復(fù)雜和獨(dú)特的產(chǎn)品，同時(shí)也可以通過投資降低生產(chǎn)成本。此外，考慮到將以電子方式存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)文件的數(shù)量，3D打印允許在“倉(cāng)庫(kù)”中增加存儲(chǔ)空間，以便將來訪問。基于此情況，考慮到3D打印技術(shù)提供的工藝改進(jìn)，傳統(tǒng)的制造方法是低效的。

結(jié)論

制造商正在采用新的技術(shù)和流程，最終提高他們?cè)谛袠I(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)地位。隨著不斷發(fā)展的3D打印解決方案的推出，企業(yè)不斷尋找新的方式，以更低的成本更高效地創(chuàng)造產(chǎn)品?？偟膩碚f，生產(chǎn)3D打印泵組件的增量成本并沒有增加，允許制造商嘗試日益復(fù)雜的設(shè)計(jì)，其中一些目前在市場(chǎng)上不可用。利用3D打印工藝生產(chǎn)泵及其部件，為制造商提供符合資格的活動(dòng)，以利用研發(fā)稅收抵免。

來源：3D虎