Проектирането за адитивно производство може да бъде предизвикателство, но също така е забавен и възнаграждаващ процес. Това ръководство ще обсъди съвети и трикове, които да ви помогнат да създадете дизайни, идеални за 3D печат. Ще разгледаме и някои предимства на адитивното производство и как то променя операциите на бизнеса.
Какво е адитивно производство?
Адитивното производство е технология, която изгражда обекти чрез последователно добавяне на материал слой след слой, докато обектът бъде създаден. По-известен е като 3D печат. AM технологията съществува от 80-те години на миналия век.
В първите дни беше ограничено по отношение на използваемите материали и вида на обектите, които можехме да създадем поради ограниченията на размера и формата на процеса на печат. В днешно време има множество 3D технологии за печат, машини и налични материали, което означава, че има много малко обекти, които не могат да бъдат произведени по тази технология.
Предимства на адитивното производство пред традиционните производствени процеси
Адитивното производство носи множество ползи. Те включват:
- Намалено време за изпълнение между дизайна и крайния продукт.
- Повишена свобода на дизайна.
- Повишена точност.
- Намалена загуба на материали.
- Гъвкавост в производството - например малки партиди или еднократни производствени серии могат да бъдат икономически жизнеспособни.
Тези фактори правят адитивното производство идеално за малки предприятия и пазарни ниши, където класическите производствени процеси не биха били жизнеспособни. Освен това, тъй като все повече продукти са проектирани с мисъл за адитивното производство от самото начало, вероятно ще видим намаляване на общата цена на стоките и допълнително увеличаване на свободата на дизайна.
Как да проектираме за адитивно производство
Преди да започнете да проектирате за адитивно производство, трябва да имате предвид някои жизненоважни неща. Нека да разгледаме.
1. Уверете се, че 3D моделът е водоустойчив
Едно от предимствата на дизайна за адитивно производство е, че ви позволява да създавате сложни геометрии, които биха били невъзможни за постигане с традиционните методи на производство. Това обаче означава и повече възможности за вода да влезе в дизайна и да причини проблеми. За да сте сигурни, че вашият 3D модел е водоустойчив, ще трябва да предприемете няколко допълнителни стъпки по време на процеса на проектиране.
- Уверете се, че всички канали и празнини в дизайна са запечатани. Ако има зони, в които водата може потенциално да навлезе, добавете дренажи или други елементи, за да предпазите водата.
- Ако откриете някакви течове във вашия дизайн, можете да ги поправите, като добавите или преместите върхове, докато мрежата бъде напълно запечатана.
- Друг начин за предотвратяване на течове е използването на мрежа с по-висока разделителна способност. Това ще създаде по-гладка повърхност, която е по-малко вероятно да има празнини или дупки. Балансирайте разделителната способност на мрежата със сложността на модела. Ако мрежата е твърде гъста, ще бъде предизвикателство да редактирате и ще забавите компютъра си.
- И накрая, обмислете използването на материали, естествено устойчиви на вода, като някои видове пластмаси или метали. Тези предпазни мерки могат да помогнат да се гарантира, че вашият 3D модел може да издържи на излагане на вода.
2. Проверете свиването и изкривяването
На фона на всички приказки за дизайн за адитивно производство е важно да не изпускаме от поглед факта, че последващата обработка все още има значение. Една област, която все още се нуждае от внимание, е свиването и изкривяването (вижте как да избегнете изкривяване в 3D разпечатки).
Традиционните методи на производство се контролират от конструктивни характеристики като скосяване и ъгли на наклон. Но при адитивното производство ориентацията на конструкцията може значително да повлияе на свиването и изкривяването. В резултат на това проверката за тези дефекти преди започване на процеса на изграждане е от съществено значение. По този начин можете да избегнете изненади и да гарантирате, че вашите части отговарят на спецификациите на дизайна.
3. Помислете за надвесите
Когато проектирате за адитивно производство, трябва да имате предвид надвесите. Надвеси възникват, когато част от дизайна виси над пространството без опора. Това може да бъде проблематично, тъй като материалът се отлага слой по слой по време на процеса на печат. Нищо отдолу не поддържа материала, което може да се срути и да съсипе отпечатъка.
Добавете опори към дизайна, за да осигурите стабилност по време на печат. Алтернативно, ъгълът на надвеса може да се регулира, така че да е по-малко вероятно да се срути. Докато не пренебрегвате тази област, когато проектирате за адитивно производство, можете да сте сигурни, че произвеждате висококачествени разпечатки.
4. Помислете за силата на модела
При проектиране за адитивно производство е от решаващо значение да се вземе предвид силата на модела. За разлика от традиционните методи на производство, AM изгражда части слой по слой от басейн течност или прах. В резултат на това тези части могат да бъдат по-слаби в определени посоки и по-податливи на счупване.
За да сте сигурни, че вашата AM част е достатъчно здрава, за да издържи напреженията при употреба, е от решаващо значение да вземете предвид нейната ориентация по време на процеса на проектиране. Например, ако проектирате част, която ще изпита високи нива на стрес в една част посока, помислете за ориентиране на слоевете на детайла така, че да вървят перпендикулярно на това посока.
В резултат на това инженерите на DfAM трябва внимателно да обмислят здравината на материалите, които използват, и дизайна на самата част, за да създадат крайни функционални продукти.
5. Проверете резолюцията
Когато проектирате компоненти за адитивно производство, е важно да вземете предвид разделителната способност на модела. Разделителната способност е незначителна характеристика, която може да бъде точно отпечатана, и е ограничена от размера на дюзата за отлагане и дебелината на слоя. Например, модел с разделителна способност 0,1 мм не би могъл да отпечата характеристики, по-малки от 0,1 мм.
Моделите с по-висока разделителна способност са по-скъпи за производство, но могат да бъдат от съществено значение за отпечатване на фини детайли или сложни геометрични форми. Когато избирате разделителна способност за вашия модел, от решаващо значение е да балансирате цената и точността.
6. Помислете за спасителните дупки
Когато създават обект с множество части, които трябва да бъдат прикрепени, дизайнерите трябва да имат предвид, че ще има кухини или пространства между частите. Тези кухини могат да причинят проблеми по време на печат, тъй като улавят въздух и пречат на частта да се залепи правилно към строителната плоча. Един от начините за справяне с този проблем е да се включат аварийни отвори в дизайна.
Аварийните отвори са малки отвори, които позволяват на въздуха и излишния материал да излязат по време на процеса на печат, като по този начин предотвратяват уловения въздух да причини проблеми по време на процеса на печат. Така че включването на аварийни отвори в дизайна е от решаващо значение за всеки, който се интересува от проектиране за адитивно производство.
7. Избягвайте подрязвания и остри ъгли
Дизайнът е критичен при 3D принтирането. Една често срещана грешка е да се проектират предмети с подрязвания или остри ъгли. Тези функции може да изглеждат добре на екрана на компютъра, но могат да причинят проблеми по време на печат. Причината е, че 3D принтери изграждайте обекти един слой наведнъж.
Ако даден предмет има подрязване, принтерът може да не успее да постави правилно материала, което води до слаба или деформирана част. Острите ъгли също могат да създадат проблеми, тъй като са склонни към изкривяване или счупване по време на печат. Затова е по-добре да предотвратите подрязвания и остри ъгли, като изберете дизайни, които лесно можете да отпечатате без проблеми.
Тествайте своя дизайн, преди да го изпратите на принтера
След като вече знаете как да проектирате за адитивно производство, е важно да тествате своя дизайн, преди да го изпратите на вашия 3D принтер. Това ще ви позволи да оцените как работи дизайнът в процеса на адитивно производство и да идентифицирате потенциални проблеми. Това също е отличен начин да получите представа за разходите, свързани с 3D отпечатването на вашия продукт.
След като сте изпробвали дизайна си и сте доволни от резултатите, можете да го изпратите на принтера. Имайки предвид тези ценни съвети, можете да сте сигурни, че вашият продукт ще бъде отпечатан правилно и според вашите спецификации.