無需開模！3D打印如何“砍掉”消費(fèi)電子研發(fā)70%時間？

來源：盈普三維

全球消費(fèi)電子競技場，是一個以“快”為生存法則的戰(zhàn)場。產(chǎn)品迭代以月計(jì)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新層出不窮，用戶口味瞬息萬變。誰能更快地將一個精妙的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為可靠的產(chǎn)品，誰就能搶占市場先機(jī)。在這場速度與創(chuàng)新的角逐中，傳統(tǒng)制造模式常顯疲態(tài)，而增材制造，也就是我們所熟知的3D打印技術(shù)正以前所未有的方式重塑研發(fā)與生產(chǎn)流程，彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造手段在其中薄弱的環(huán)節(jié)，提高從產(chǎn)品的研發(fā)到落地的速度。其中，選擇性激光燒結(jié)SLS打印技術(shù)，憑借其在復(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能集成與快速響應(yīng)上的獨(dú)特優(yōu)勢，正悄然成為消費(fèi)電子領(lǐng)域推動創(chuàng)新設(shè)計(jì)與敏捷制造的強(qiáng)大引擎。

消費(fèi)電子萬億市場與創(chuàng)新熔爐
消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)是當(dāng)之無愧的全球經(jīng)濟(jì)巨擘。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，2023年全球消費(fèi)電子產(chǎn)值已突破1.2萬億美元大關(guān)，我國的消費(fèi)電子市場也已經(jīng)超2萬億人民幣。從我們口袋里的智能手機(jī)、手腕上的智能手表，到娛樂中心的游戲主機(jī)、提升生活品質(zhì)的掃地機(jī)器人，消費(fèi)電子產(chǎn)品已深度融入現(xiàn)代生活的每一個角落。

△中國科技及耐用消費(fèi)品市場份額

這個市場不僅規(guī)模龐大，其特點(diǎn)更是鮮明：
· 迭代迅猛：生命周期極短，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度驚人。
· 設(shè)計(jì)驅(qū)動：外觀、手感、人機(jī)交互體驗(yàn)是核心競爭力。
· 功能集成度高：需要在狹小空間內(nèi)塞入更多元器件和復(fù)雜功能。
· 個性化需求旺盛：消費(fèi)者對獨(dú)特設(shè)計(jì)和定制化產(chǎn)品興趣日增。
· 成本敏感：市場競爭白熱化，成本控制至關(guān)重要。

這些特點(diǎn)對產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、原型驗(yàn)證和小批量試產(chǎn)提出了極高要求——“快、好、省”成為行業(yè)剛需。

3D打印——消費(fèi)電子研發(fā)制造的變革者
面對傳統(tǒng)制造（如開模注塑）在應(yīng)對復(fù)雜設(shè)計(jì)、快速迭代和小批量生產(chǎn)時存在的周期長、成本高、靈活性差等痛點(diǎn)，3D打印技術(shù)提供了一條高效突圍路徑：

· 加速設(shè)計(jì)迭代：數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)即可獲得實(shí)體原型，大幅壓縮設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期。
· 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何：輕松制造傳統(tǒng)工藝難以企及的中空、晶格、內(nèi)流道等結(jié)構(gòu)。
· 功能集成驗(yàn)證：直接打印帶有活動部件或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裝配體，進(jìn)行功能性測試。
· 小批量生產(chǎn)靈活：無需模具投入，經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)定制化部件或小批量備件/最終產(chǎn)品。
· 降低成本風(fēng)險(xiǎn)：在開昂貴的模具前，充分驗(yàn)證設(shè)計(jì)，降低試錯成本。

在眾多3D打印技術(shù)中（如FDM熔融沉積、SLA光固化等），SLS技術(shù)因其獨(dú)特的工藝特性，在消費(fèi)電子領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。

SLS選擇性激光燒結(jié)——復(fù)雜、堅(jiān)固與效率的獨(dú)特優(yōu)勢
SLS 打印技術(shù)利用高功率激光束，有選擇性地?zé)�結(jié)尼龍粉末材料，層層堆積形成三維實(shí)體。其在消費(fèi)電子應(yīng)用中的核心優(yōu)勢尤為突出：

1 真正的設(shè)計(jì)自由 - 無需支撐
未燒結(jié)的粉末自然成為支撐，可輕松制造極其復(fù)雜的懸空、嵌套、中空結(jié)構(gòu)（如內(nèi)部流道、蜂窩狀輕量化結(jié)構(gòu)、復(fù)雜卡扣等），這是許多其他需要額外支撐結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)難以比擬的。

△SLS打印完成的復(fù)雜鏤空結(jié)構(gòu)的零件

2 優(yōu)異的機(jī)械性能
SLS 3D打印件使用的尼龍（多為PA12，PA11）作為本就被大規(guī)模應(yīng)用在傳統(tǒng)制造手段中的工程塑料，有著出色的耐用性，具有接近甚至部分超越注塑件的強(qiáng)度和韌性，耐熱性、耐化學(xué)性良好，能承受一定的功能測試載荷和環(huán)境考驗(yàn)，在各行各業(yè)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。

3 出色的表面質(zhì)量與一致性
成品表面具有均勻的類砂質(zhì)效果，精度高，各向同性好，適合直接在終端產(chǎn)品上使用，適合進(jìn)行整齊平滑、噴漆、染色、電鍍等后處理以獲得最終產(chǎn)品質(zhì)感。

4 高效率的批量原型/生產(chǎn)
由于SLS獨(dú)特的粉床成型原理，可以無需考慮支撐、零件堆疊排布打印，打印倉Z軸高度可被充分利用，實(shí)現(xiàn)高密度的嵌套打印，特別適合一次性生產(chǎn)大量小型零件或同時打印多個不同零件，顯著提高設(shè)備利用率和單次產(chǎn)出效率。

△以盈普P360設(shè)備為例展示SLS堆疊打印效果

5 材料成熟可靠、可選豐富
尼龍粉末（PA12為主）經(jīng)過多年發(fā)展，性能穩(wěn)定，生物相容性好（符合皮膚接觸要求），且具備阻燃、玻纖增強(qiáng)、碳纖增強(qiáng)等多種改性材料可選。除尼龍外，也可打印TPU、PP等多種材料。

這些優(yōu)勢使得SLS打印技術(shù)成為制造消費(fèi)電子產(chǎn)品中具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)、需要承受一定功能載荷或追求獨(dú)特外觀設(shè)計(jì)的零部件（如外殼、支架、卡扣、按鈕、內(nèi)部結(jié)構(gòu)件等）的理想選擇。

SLS點(diǎn)亮消費(fèi)電子創(chuàng)新實(shí)踐
SLS技術(shù)已成功應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從以下盈普已經(jīng)應(yīng)用的案例中可見一斑：

3D打印鼠標(biāo)外殼原型
盈普幫助外設(shè)品牌在設(shè)計(jì)人體工學(xué)鼠標(biāo)時，外殼形狀普遍曲面變化豐富。利用盈普SLS 3D打印機(jī)快速制造出高精度原型，設(shè)計(jì)師能在極短時間內(nèi)進(jìn)行多輪手感評估、結(jié)構(gòu)裝配驗(yàn)證（測試內(nèi)部PCB板、按鍵結(jié)構(gòu)配合度）以及用戶焦點(diǎn)小組測試，將外形設(shè)計(jì)迭代周期縮短數(shù)倍，大幅加速產(chǎn)品上市。

鏤空透光機(jī)械鍵盤鍵帽
機(jī)械鍵盤，擁有著比薄膜鍵盤更加出色的壽命和手感，成為游戲玩家的利器以及打工人的生產(chǎn)力工具，已經(jīng)發(fā)展出了豐富的產(chǎn)品形態(tài)和客制化市場。為打造獨(dú)特游戲氛圍，設(shè)計(jì)師構(gòu)思了具有鏤空透光結(jié)構(gòu)的鍵帽，讓機(jī)械鍵盤套件的RGB燈光能夠有更好的效果。傳統(tǒng)注塑無法實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)，盈普使用SLS技術(shù)完美打印出帶有精細(xì)鏤空結(jié)構(gòu)的鍵帽，并且還原了OEM高度鍵帽R1-R4的高度曲線，以及單個鍵帽上表面貼合手指弧度的人體工學(xué)曲線，讓打印鍵帽使用起來接近注塑鍵帽的舒適度。

同時尼龍材料本身具有良好的強(qiáng)度和耐用性，成功驗(yàn)證了光影效果和耐用性，搭配化學(xué)整齊平滑后處理工藝，鍵帽表面光滑疏水且親膚，可以作為實(shí)際產(chǎn)品使用。使用3D打印來進(jìn)行設(shè)計(jì)迭代，僅需2-3天就可完成一次設(shè)計(jì)-打印-驗(yàn)證的循環(huán)，相比傳統(tǒng)的即使非鏤空設(shè)計(jì)鍵帽也要提高迭代速度近70%，大幅加速研發(fā)進(jìn)度。

電動工具外殼研發(fā)迭代
某電動工具廠商開發(fā)新型手持工具，外殼需集成復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)（散熱風(fēng)道、電池倉卡扣、防摔筋），且需承受一定沖擊。盈普SLS打印的功能原型不僅精確還原了復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其尼龍材料的強(qiáng)度和韌性使得工程師能進(jìn)行真實(shí)的跌落測試和握持感評估，快速優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免了后期模具修改的高昂成本。

筆記本電腦CD面外殼結(jié)構(gòu)裝配驗(yàn)證
在筆記本電腦緊湊的C面（鍵盤面）和D面（底殼）設(shè)計(jì)中，涉及大量精密卡扣、螺絲柱、接口開孔以及內(nèi)部加強(qiáng)筋布局。利用盈普SLS一次性打印出整個C/D面組件原型，工程師可進(jìn)行真實(shí)的主板、電池、散熱模組等關(guān)鍵部件的裝配測試，提前發(fā)現(xiàn)并解決潛在的干涉、間隙不均、螺絲柱強(qiáng)度不足等問題，確保量產(chǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，顯著降低開模風(fēng)險(xiǎn)。

展望未來——SLS賦能消費(fèi)電子無限可能
隨著材料科學(xué)、設(shè)備技術(shù)和后處理工藝的持續(xù)進(jìn)步，SLS在消費(fèi)電子領(lǐng)域的潛力將得到更深層次的釋放：

材料創(chuàng)新拓寬邊界
更高強(qiáng)度、更耐高溫、具備優(yōu)異阻燃性（滿足嚴(yán)格安規(guī)）、透明、柔性甚至導(dǎo)電的SLS專用材料將不斷涌現(xiàn)，滿足消費(fèi)電子對安全、性能和特殊功能（如可穿戴設(shè)備柔性部件、集成天線）的更高要求。同時PEEK、PEKK等高溫高性能材料目前受困成本居高不下難以大規(guī)模推廣，未來降本和推廣應(yīng)用潛力巨大。

直接小批量生產(chǎn)
對于高端定制化產(chǎn)品（如限量版耳機(jī)外殼、個性化游戲手柄）、按需生產(chǎn)的備件或生命周期短的配件，SLS無需模具的特性使其成為小批量最終部件生產(chǎn)的理想選擇，尤其適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。

集成化功能結(jié)構(gòu)
SLS的設(shè)計(jì)自由度使得在單一部件內(nèi)集成散熱結(jié)構(gòu)（隨形冷卻流道）、減震吸能結(jié)構(gòu)（晶格填充）、電磁屏蔽結(jié)構(gòu)等成為可能，實(shí)現(xiàn)功能與結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品性能和可靠性。

自動化后處理提升效率
自動化的粉末清理、表面處理（如平滑、上色）解決方案將進(jìn)一步提升SLS生產(chǎn)的效率和一致性，使其更接近規(guī)�；�生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

擁抱可持續(xù)性
SLS尼龍粉末的高回收利用率（盈普等廠商的系統(tǒng)可達(dá)80%以上甚至更高）相比傳統(tǒng)減材制造大幅減少材料浪費(fèi)，符合消費(fèi)電子行業(yè)日益增長的環(huán)保訴求。

在消費(fèi)電子這個創(chuàng)新與速度至上的競技場，SLS 3D打印技術(shù)正以其“無支撐自由設(shè)計(jì)、優(yōu)異機(jī)械性能、高效批量處理”的獨(dú)特優(yōu)勢，從幕后走向臺前。它不僅僅是快速原型驗(yàn)證的利器，更日益成為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能結(jié)構(gòu)、加速產(chǎn)品上市、支持小批量定制化生產(chǎn)的敏捷制造引擎。以盈普三維為代表的技術(shù)推動者，持續(xù)深耕設(shè)備、材料和工藝，不斷降低應(yīng)用門檻，提升技術(shù)價(jià)值。

可以預(yù)見，隨著技術(shù)的成熟與應(yīng)用的深化，SLS將更深層次地融入消費(fèi)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)與制造鏈條，成為驅(qū)動未來智能設(shè)備形態(tài)創(chuàng)新、性能突破和個性化滿足的關(guān)鍵力量。消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的“快”基因，與SLS技術(shù)的“自由、強(qiáng)韌、高效”特質(zhì)，注定將碰撞出更多改變我們生活的創(chuàng)新火花。

在8月26-28日舉行的深圳Formnext展會上，盈普三維將攜SLS 3D打印鏤空鍵帽、鼠標(biāo)、筆記本外殼、電動工具外殼等消費(fèi)電子樣件亮相深圳國際會展中心5號館C61展位，誠邀您的蒞臨，一同探尋SLS 3D打印在消費(fèi)電子原型驗(yàn)證、敏捷制造等領(lǐng)域的無限可能！