Projektowanie pod kątem wytwarzania przyrostowego może być wyzwaniem, ale jest to także zabawny i satysfakcjonujący proces. W tym przewodniku zostaną omówione porady i wskazówki, które pomogą Ci tworzyć projekty idealne do drukowania 3D. Przyjrzymy się również niektórym zaletom wytwarzania addytywnego i sposobom, w jaki zmienia ona działalność firmy.
Co to jest wytwarzanie przyrostowe?
Wytwarzanie przyrostowe to technologia polegająca na budowaniu obiektów poprzez sukcesywne dodawanie materiału warstwa po warstwie, aż do powstania obiektu. Jest bardziej znany jako drukowanie 3d. Technologia AM istnieje od lat 80-tych.
Na początku była ograniczona pod względem materiałów użytkowych i rodzaju obiektów, które mogliśmy stworzyć ze względu na ograniczenia wielkości i kształtu procesu drukowania. W dzisiejszych czasach istnieje wiele Technologie druku 3D, dostępne maszyny i materiały, co oznacza, że jest bardzo niewiele przedmiotów, których nie można wyprodukować w tej technologii.
Korzyści z wytwarzania przyrostowego w porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcyjnymi
Wytwarzanie przyrostowe niesie ze sobą szereg korzyści. Zawierają:
- Skrócony czas realizacji między projektem a produktem końcowym.
- Większa swoboda projektowania.
- Zwiększona celność.
- Mniejsze marnotrawstwo materiałów.
- Elastyczność w produkcji — na przykład małe serie lub jednorazowe serie produkcyjne mogą być opłacalne ekonomicznie.
Czynniki te sprawiają, że produkcja addytywna jest idealna dla małych firm i rynków niszowych, na których klasyczne procesy produkcyjne nie byłyby opłacalne. Ponadto, ponieważ coraz więcej produktów jest projektowanych od samego początku z myślą o produkcji addytywnej, prawdopodobnie zaobserwujemy zmniejszenie całkowitego kosztu produktów i dalszy wzrost swobody projektowania.
Jak projektować pod kątem wytwarzania przyrostowego
Zanim zaczniesz projektować pod kątem wytwarzania przyrostowego, musisz wziąć pod uwagę kilka istotnych rzeczy. Spójrzmy.
1. Upewnij się, że model 3D jest wodoodporny
Jedną z zalet projektowania do produkcji addytywnej jest to, że umożliwia tworzenie złożonych geometrii, które byłyby niemożliwe do osiągnięcia tradycyjnymi metodami produkcyjnymi. Oznacza to jednak również więcej możliwości dostania się wody do projektu i powodowania problemów. Aby upewnić się, że Twój model 3D jest wodoodporny, musisz wykonać kilka dodatkowych kroków podczas procesu projektowania.
- Upewnij się, że wszystkie kanały i puste przestrzenie w projekcie są uszczelnione. Jeśli są jakieś obszary, do których potencjalnie może dostać się woda, dodaj odpływy lub inne elementy, które pomogą utrzymać wodę na zewnątrz.
- Jeśli znajdziesz jakieś nieszczelności w swoim projekcie, możesz je naprawić, dodając lub przesuwając wierzchołki, aż siatka zostanie całkowicie uszczelniona.
- Innym sposobem zapobiegania wyciekom jest użycie siatki o wyższej rozdzielczości. Stworzy to gładszą powierzchnię, która z mniejszym prawdopodobieństwem będzie miała szczeliny lub dziury. Zrównoważ rozdzielczość siatki ze złożonością modelu. Jeśli siatka jest zbyt gęsta, trudno będzie edytować i spowolnić komputer.
- Na koniec rozważ użycie materiałów naturalnie odpornych na wodę, takich jak niektóre rodzaje tworzyw sztucznych lub metali. Te środki ostrożności mogą pomóc w zapewnieniu, że model 3D będzie odporny na działanie wody.
2. Sprawdź skurcz i wypaczenie
Wśród wszystkich rozmów o projektowaniu dla wytwarzania przyrostowego ważne jest, aby nie tracić z oczu faktu, że przetwarzanie końcowe nadal ma znaczenie. Jednym z obszarów, który nadal wymaga uwagi, jest kurczenie się i wypaczanie (patrz jak uniknąć wypaczeń w wydrukach 3D).
Tradycyjne metody produkcji są kontrolowane przez cechy konstrukcyjne, takie jak skosy i kąty pochylenia. Jednak w przypadku wytwarzania addytywnego orientacja kompilacji może znacząco wpłynąć na skurcz i wypaczanie. W rezultacie sprawdzenie tych defektów przed rozpoczęciem procesu kompilacji jest niezbędne. Dzięki temu możesz uniknąć niespodzianek i zapewnić, że Twoje części spełniają specyfikacje projektowe.
3. Rozważ zwisy
Projektując produkcję addytywną, należy pamiętać o nawisach. Nawisy występują, gdy część projektu wisi nad przestrzenią bez podparcia. Może to być problematyczne, ponieważ materiał jest nakładany warstwa po warstwie podczas procesu drukowania. Nic pod spodem nie podtrzymuje materiału, który może zapaść się i zniszczyć nadruk.
Dodaj podpory do projektu, aby zapewnić stabilność podczas drukowania. Alternatywnie kąt nawisu można regulować, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo jego zapadnięcia się. Dopóki nie przeoczysz tego obszaru podczas projektowania produkcji addytywnej, możesz mieć pewność, że uzyskasz wysokiej jakości wydruki.
4. Rozważ siłę modelu
Podczas projektowania pod kątem wytwarzania przyrostowego należy wziąć pod uwagę siłę modelu. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod produkcyjnych, AM buduje części warstwa po warstwie z puli cieczy lub proszku. W rezultacie części te mogą być słabsze w pewnych kierunkach i bardziej podatne na pękanie.
Aby upewnić się, że część AM jest wystarczająco wytrzymała, aby wytrzymać obciążenia wynikające z użytkowania, należy wziąć pod uwagę jej orientację podczas procesu projektowania. Na przykład, jeśli projektujesz część, która w jednym konkretnym przypadku będzie poddawana wysokim naprężeniom kierunku, rozważ ustawienie warstw części tak, aby biegły prostopadle do tego kierunek.
W rezultacie inżynierowie DfAM muszą dokładnie rozważyć wytrzymałość materiałów, z których korzystają, oraz projekt samej części, aby stworzyć końcowe, funkcjonalne produkty.
5. Sprawdź rozdzielczość
Projektując komponenty do wytwarzania przyrostowego, należy wziąć pod uwagę rozdzielczość modelu. Rozdzielczość jest drobną cechą, którą można dokładnie wydrukować i jest ograniczona wielkością dyszy nakładającej i grubością warstwy. Na przykład model o rozdzielczości 0,1 mm nie byłby w stanie wydrukować elementów mniejszych niż 0,1 mm.
Modele o wyższej rozdzielczości są droższe w produkcji, ale mogą być niezbędne do drukowania drobnych szczegółów lub złożonych kształtów geometrycznych. Wybierając rozdzielczość dla swojego modelu, ważne jest, aby zrównoważyć koszty i dokładność.
6. Rozważ otwory ewakuacyjne
Tworząc obiekt z wieloma częściami, które należy dołączyć, projektanci muszą wziąć pod uwagę, że między elementami będą puste przestrzenie lub odstępy. Te puste przestrzenie mogą powodować problemy podczas drukowania, ponieważ zatrzymują powietrze i uniemożliwiają prawidłowe przyklejenie części do platformy roboczej. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest uwzględnienie w projekcie otworów ewakuacyjnych.
Otwory ewakuacyjne to małe otwory, które umożliwiają ucieczkę powietrza i nadmiaru materiału podczas procesu drukowania, zapobiegając w ten sposób uwięzionemu powietrzu powodowaniu problemów podczas procesu drukowania. Dlatego uwzględnienie otworów ewakuacyjnych w projekcie ma kluczowe znaczenie dla każdego, kto jest zainteresowany projektowaniem pod kątem wytwarzania przyrostowego.
7. Unikaj podcięć i ostrych narożników
Projekt ma kluczowe znaczenie w druku 3D. Częstym błędem jest projektowanie obiektów z podcięciami lub ostrymi narożnikami. Te funkcje mogą wyglądać dobrze na ekranie komputera, ale mogą powodować problemy podczas drukowania. Powód jest taki, że Drukarki 3D buduj obiekty jedna warstwa na raz.
Jeśli obiekt ma podcięcie, drukarka może nie być w stanie prawidłowo ułożyć materiału, co skutkuje słabą lub odkształconą częścią. Ostre narożniki mogą również powodować problemy, ponieważ są podatne na wypaczanie lub pękanie podczas drukowania. Dlatego lepiej zapobiegać podcięciom i ostrym narożnikom, wybierając wzory, które można łatwo wydrukować bez problemów.
Przetestuj swój projekt przed wysłaniem go do drukarki
Teraz, kiedy już wiesz, jak projektować pod kątem wytwarzania przyrostowego, ważne jest, aby przetestować projekt przed wysłaniem go do drukarki 3D. Pozwoli to ocenić, jak projekt działa w procesie wytwarzania przyrostowego i zidentyfikować potencjalne problemy. Jest to również doskonały sposób, aby zorientować się w kosztach związanych z drukowaniem 3D Twojego produktu.
Po przetestowaniu projektu i zadowoleniu z wyników możesz wysłać go do drukarki. Mając na uwadze te cenne wskazówki, możesz upewnić się, że Twój produkt zostanie wydrukowany prawidłowo i zgodnie z Twoimi specyfikacjami.
