设计个小玩意如何小批量做出来是设计之初就要考虑的问题。有一些偏手工艺方向的制作，比如手工雕刻，滴胶，硅胶翻模之类的，优点是成本低，灵活性高，缺点是费时费力，产出不稳定，相对的成品价格也会很高，如果销量好的话后续生产也会跟不上。偏机器生产方向的常见的比如CNC、注塑之类的，最大的一个问题就是初始投入成本很高，打样开模还要有量，投入了可能成本都赚不回来。
但是！小批量也能用上机器生产！不用工业电，也不占地方，下可打样，中可量产，上可外包，只需初期投入几千，后续潜力无限！本篇讨论一下我使用过的家用级机器。
3D打印
3D打印是一种增材制造工艺，采用逐层叠加的方法构建出3D物体，无模具成本，设计好切片后就可以打印出来。3D打印机可以说已经很成熟了，家用级的目前主要有FDM和LCD光固化两种类型的，价格在1-10k，一般小批量生产的话3-4k就能满足需求了。FDM和LCD的适用场合也不一样。
FDM 3D打印
熔融沉积成型 (FDM) 是消费者群体中使用最广泛的 3D 打印形式。FDM 3D打印机是把成卷的ABS或PLA等耗材通过加热的喷嘴挤出更细更软易粘合的长丝，然后机器控制喷嘴运动把挤出来的细丝一圈圈一层层堆起来直至部件构建完成。
优点：方便快捷，即打即用，可根据用途使用不同的耗材，有PLA、PETG、ABS、PC、PET等，还有加入碳纤和玻纤的增强耗材，打出来的件结构尺寸稳定。颜色众多，可多色打印。
缺点：有不可避免的工艺缺陷，比如层纹、Z缝等问题，可通过减小层高、隐藏Z缝等方法减小影响。由于是一层一层叠上的，所以Z轴打印方向相较XY轴方向更易断裂。使用FDM需要扬长避短，设计的时候考虑好如何避免FDM的缺陷。
LCD 光固化
LCD光固化是光固化3D打印机里最便宜的一种，光固化顾名思义就是紫外线照射光敏树脂使其固化，在这个基础上加上精密的控制固化位置，然后一层一层叠起来成型。先把一个设计出来的3D物体按每0.05mm高度切一个横截面图像，实体部分为白色，无实体部分为黑色。LCD光固化通过LCD屏幕黑白的横截面图来控制紫外光源透射，在平台上开始以每0.05mm高度固化一层，逐层固化成型。
优点：打印出来的物品精细易打磨，相比FDM层纹更小，适合手办、外观件。因为是一层层成型的，所以在批量上速度会更快。还能打出透明件。
缺点：使用麻烦，光敏树脂为微毒性液态树脂，加入了各种溶剂，气味大，使用时要尽量避免皮肤接触，要在通风环境中使用。打印完后要清洗并二次固化，相比FDM要更麻烦。树脂材料没有FDM稳定，不适合做结构件。浅色料易黄变，成品要尽量避免阳光直射。
激光切割/亚克力堆叠
激光切割主要是用大功率CO2激光切割机切割亚克力、木板等板材，然后把切割好的板材和PCB板一层层堆叠起来，通过螺丝固定，也叫亚克力堆叠，在客制化键圈使用频率较高。更高级美观点的有亚克力榫卯结构，在高度方向堆叠的基础上加了四周的堆叠，可切割出各种图案嵌在四周。功率60-100w、幅面为40*60cm的CO2激光切割机的价格在3k-2w不等，相对较好的机器价格为8k-1w。
优点：设计门槛相对较低，只需要2D作图即可设计。成本低，制作灵活，可即设计即切割拼装，成本几乎只有材料费，批量制作效率高。最主要的是可以大量应用美观的亚克力透明件，做大型件比3D打印更快。
缺点：非定制的话只有特定厚度的板材，不同店不同批次厚度也不一样，最好先找好板材再做设计。成品的整体性不如其他工艺，更像半成品。设计的时候要利用好亚克力堆叠透明的优势。
CNC加工
CNC是一种减材制造工艺，是用高速旋转的刀具在块状材料上铣掉不要的部分，留下需要的形状。可根据产品的用途和需求使用不同的原料，从金属、木料到塑料都可使用。不同的材料、不同的工序用的刀具也不一样，不同的刀具能做的事也不一样。CNC不像3D打印自动切片一样简单，需要自己选择刀具然后编刀路，所以前期准备占了很大一部分时间，这也是CNC打样价格高的原因。CNC家用的一般是3轴CNC雕刻机，拿来做一般的塑料和铝合金问题也不大。CNC雕刻机价格在3k-2w不等，一般精度够用的丝杆方轨3040幅面带水冷主轴的CNC雕刻机价格在1w左右。
优点：适用范围广，同时能干部分激光切割/雕刻机的活，能用金属、木料、塑料等材料。加工精度高，效果好，成品质量高，能做薄件。
缺点：起点较高，结构设计、刀具选用、加工刀路、加工参数、后处理等都需要一定经验。要买不同的刀具，一般CNC雕刻机无自动换刀，加工过程需要经常换刀具。
桌面注塑机
桌面注塑机是近年来新兴起的家用加工方式，适合小件物品的小批量生产。和工业注塑机一样也需要模具，不过对模具的要求低一些，一般使用铝合金模具。桌面注塑机可以使用各种颗粒料，不过鉴于注塑机性能、模具成本及气味考虑，使用PP料能达到更好的效果。桌面注塑机有立式和卧式的，立式的无螺杆型2-3k就能买到，螺杆型6-8k适合色母注塑，桌面立式注塑机要手动开合模。卧式注塑机价格稍贵，一般是6k-2w，可以做到自动脱模。
优点：批量效率高，成品质量稳定结实，后期成本低。能通过加色母来做不同的颜色，成品整体性好。
缺点：需要模具，如果不会自己设计模具则需要外包，初期成本高。桌面注塑机没有工业注塑机性能好，对物料和设计有限制，克数和射速低，适用的材料有限。设计建模时要根据手上的注塑机性能来调整。
总结
不同的产品适用不同的工艺，还是要根据产品的大小、产量、使用环境、价格定位来选用不同的制造工艺。下面根据不同的参数做个简单排名。
通用性：3D打印>亚克力堆叠>CNC>桌面注塑机
100个以下优先级：3D打印>亚克力堆叠>CNC>桌面注塑机
100-1000个优先级：亚克力堆叠>CNC>3D打印>桌面注塑机
1000个以上优先级：桌面注塑机>亚克力堆叠>CNC>3D打印
成品高端性：CNC>桌面注塑机>3D打印>亚克力堆叠
大尺寸：亚克力堆叠>CNC>3D打印
以上排名仅供参考，通过设计可以发挥出不同工艺的优点，也可通过组合不同的工艺做出突破。本篇只讨论了我使用过的家用级机器能做到的制造工艺，实际加上外包制作等途径会有更多选择。相信后面会出现越来越多的适合小批量的制造工艺！