Proiectarea pentru fabricarea aditivă poate fi o provocare, dar este și un proces distractiv și plin de satisfacții. Acest ghid va discuta sfaturi și trucuri pentru a vă ajuta să creați modele perfecte pentru imprimarea 3D. Vom analiza, de asemenea, câteva beneficii ale producției aditive și modul în care aceasta schimbă operațiunile unei afaceri.
Ce este fabricația aditivă?
Fabricarea aditivă este o tehnologie care construiește obiecte adăugând succesiv material strat peste strat până când obiectul este creat. Este mai frecvent cunoscut ca printare 3d. Tehnologia AM există încă din anii 1980.
În primele zile, era limitat în ceea ce privește materialele utilizabile și tipul de obiecte pe care le puteam crea din cauza limitărilor de dimensiune și formă ale procesului de imprimare. În zilele noastre, există mai multe Tehnologii de imprimare 3D, mașini și materiale disponibile, ceea ce înseamnă că există foarte puține obiecte care nu pot fi fabricate folosind această tehnologie.
Beneficiile producției aditive față de procesele tradiționale de fabricație
Fabricarea aditivă aduce o serie de beneficii. Ei includ:
- Reducerea timpului de livrare între proiectare și produsul final.
- Libertate sporită de proiectare.
- Precizie crescută.
- Pierderi reduse de materiale.
- Flexibilitatea în producție — de exemplu, producția în loturi mici sau unice pot fi viabile din punct de vedere economic.
Acești factori fac ca fabricarea aditivă să fie ideală pentru întreprinderile mici și piețele de nișă în care procesele de fabricație clasice nu ar fi viabile. În plus, pe măsură ce mai multe produse sunt proiectate având în vedere fabricarea aditivă încă de la început, probabil că vom observa o reducere a costului total al mărfurilor și o creștere suplimentară a libertății de proiectare.
Cum să proiectați pentru fabricarea aditivă
Înainte de a începe să proiectați pentru fabricarea aditivă, trebuie să luați în considerare câteva lucruri esențiale. Hai să aruncăm o privire.
1. Asigurați-vă că modelul 3D este rezistent la apă
Unul dintre avantajele designului pentru fabricarea aditivă este că vă permite să creați geometrii complexe care ar fi imposibil de realizat cu metodele tradiționale de fabricație. Cu toate acestea, acest lucru înseamnă și mai multe oportunități de apă pentru a intra în proiectare și a cauza probleme. Pentru a vă asigura că modelul dvs. 3D este rezistent la apă, va trebui să faceți câțiva pași suplimentari în timpul procesului de proiectare.
- Asigurați-vă că toate canalele și golurile din design sunt sigilate. Dacă există zone în care ar putea pătrunde apa, adăugați scurgeri sau alte caracteristici pentru a ajuta la păstrarea apei.
- Dacă găsiți scurgeri în designul dvs., le puteți remedia adăugând sau mutând vârfuri până când plasa este complet etanșată.
- O altă modalitate de a preveni scurgerile este să folosești o plasă de rezoluție mai mare. Acest lucru va crea o suprafață mai netedă, care este mai puțin probabil să aibă goluri sau găuri. Echilibrează rezoluția rețelei cu complexitatea modelului. Dacă rețeaua este prea densă, va fi dificil să editați și să încetiniți computerul.
- În cele din urmă, luați în considerare utilizarea materialelor rezistente în mod natural la apă, cum ar fi anumite tipuri de materiale plastice sau metale. Aceste măsuri de precauție vă pot ajuta să vă asigurați că modelul dvs. 3D poate rezista la expunerea la apă.
2. Verificați contracția și deformarea
În mijlocul tuturor discuțiilor despre design pentru fabricarea aditivă, este important să nu pierdem din vedere faptul că post-procesarea contează în continuare. O zonă care încă mai necesită atenție este contracția și deformarea (vezi cum să evitați deformarea în imprimările 3D).
Metodele tradiționale de fabricație sunt controlate de caracteristici de proiectare, cum ar fi teșiturile și unghiurile de tiraj. Dar cu fabricarea aditivă, orientarea construcției poate afecta în mod semnificativ contracția și deformarea. Ca urmare, verificarea acestor defecte înainte de a începe procesul de construire este esențială. Procedând astfel, puteți evita surprizele și vă puteți asigura că piesele dumneavoastră respectă specificațiile de proiectare.
3. Luați în considerare surplosele
Atunci când proiectați pentru fabricarea aditivă, ar trebui să aveți în vedere contopite. Contopirea apar atunci când o parte a designului atârnă peste spațiu fără suport. Acest lucru poate fi problematic deoarece materialul este depus strat cu strat în timpul procesului de imprimare. Nimic de dedesubt nu susține materialul, care se poate prăbuși și strica imprimarea.
Adăugați suporturi la design pentru a oferi stabilitate în timpul imprimării. În mod alternativ, unghiul proeminentei poate fi ajustat astfel încât să fie mai puțin probabil să se prăbușească. Atâta timp cât nu treceți cu vederea această zonă atunci când proiectați pentru fabricarea aditivă, puteți fi sigur că veți produce printuri de înaltă calitate.
4. Luați în considerare puterea modelului
Când proiectați pentru fabricarea aditivă, este esențial să luați în considerare puterea modelului. Spre deosebire de metodele tradiționale de producție, AM construiește piese strat cu strat dintr-un bazin de lichid sau pulbere. Ca urmare, aceste piese pot fi mai slabe în anumite direcții și mai susceptibile la rupere.
Pentru a vă asigura că piesa dvs. AM este suficient de puternică pentru a rezista la solicitările de utilizare, este esențial să luați în considerare orientarea acesteia în timpul procesului de proiectare. De exemplu, dacă proiectați o piesă care va experimenta niveluri ridicate de stres într-un anume direcție, luați în considerare orientarea straturilor piesei astfel încât să fie perpendicular pe aceasta direcţie.
Drept urmare, inginerii DfAM trebuie să ia în considerare cu atenție rezistența materialelor pe care le folosesc și designul piesei în sine pentru a crea produse funcționale finale.
5. Verificați Rezoluția
Atunci când proiectați componente pentru fabricarea aditivă, este esențial să luați în considerare rezoluția modelului. Rezoluția este o caracteristică minoră care poate fi imprimată cu precizie și este limitată de dimensiunea duzei de depunere și de grosimea stratului. De exemplu, un model cu o rezoluție de 0,1 mm nu ar putea imprima caracteristici mai mici de 0,1 mm.
Modelele cu rezoluție mai mare sunt mai scumpe de produs, dar pot fi esențiale pentru imprimarea detaliilor fine sau a formelor geometrice complexe. Atunci când alegeți o rezoluție pentru modelul dvs., este esențial să echilibrați costul și acuratețea.
6. Luați în considerare găurile de evacuare
Atunci când creează un obiect cu mai multe părți care trebuie atașate, designerii trebuie să aibă în vedere că vor exista goluri sau spații între piese. Aceste goluri pot cauza probleme în timpul imprimării, deoarece captează aer și împiedică lipirea corectă a piesei de placa de construcție. O modalitate de a rezolva această problemă este includerea găurilor de evacuare în design.
Găurile de evacuare sunt mici deschideri care permit aerului și materialului în exces să iasă în timpul procesului de imprimare, prevenind astfel aerul prins să cauzeze probleme în timpul procesului de imprimare. Prin urmare, includerea găurilor de evacuare în proiectare este crucială pentru oricine este interesat de proiectarea pentru fabricarea aditivă.
7. Evitați subtăierile și colțurile ascuțite
Designul este esențial în imprimarea 3D. O greșeală comună este de a proiecta obiecte cu degajări sau colțuri ascuțite. Aceste caracteristici pot arăta bine pe ecranul unui computer, dar pot cauza probleme în timpul imprimării. Motivul este că Imprimante 3D construiți obiecte câte un strat.
Dacă un obiect are o tăietură, este posibil ca imprimanta să nu poată așeza materialul în mod corespunzător, rezultând o piesă slabă sau deformată. Colțurile ascuțite pot cauza, de asemenea, probleme, deoarece sunt predispuse să se deformeze sau să se rupă în timpul imprimării. Prin urmare, este mai bine să preveniți tăieturile și colțurile ascuțite, optând pentru modele pe care le puteți imprima cu ușurință, fără probleme.
Testați-vă designul înainte de a-l trimite la imprimantă
Acum că știți cum să proiectați pentru fabricarea aditivă, este important să vă testați designul înainte de a-l trimite la imprimanta 3D. Acest lucru vă va permite să evaluați modul în care funcționează designul în procesul de fabricație aditivă și să identificați potențialele probleme. Este, de asemenea, o modalitate excelentă de a vă face o idee despre costurile implicate de imprimarea 3D a produsului.
După ce ați testat designul și sunteți mulțumit de rezultate, îl puteți trimite la imprimantă. Având în vedere aceste sfaturi valoroase, vă puteți asigura că produsul dvs. va fi tipărit corect și conform specificațiilor dvs.