Navrhovanie pre aditívnu výrobu môže byť výzvou, ale je to aj zábavný a obohacujúci proces. Táto príručka bude diskutovať o tipoch a trikoch, ktoré vám pomôžu vytvoriť návrhy ideálne pre 3D tlač. Pozrieme sa tiež na niektoré výhody aditívnej výroby a na to, ako mení fungovanie podniku.
Čo je aditívna výroba?
Aditívna výroba je technológia, ktorá vytvára objekty postupným pridávaním materiálu vrstvu po vrstve, kým sa objekt nevytvorí. Je bežnejšie známy ako 3D tlač. Technológia AM existuje od 80. rokov minulého storočia.
V začiatkoch to bolo obmedzené z hľadiska použiteľných materiálov a typu objektov, ktoré sme mohli vytvárať kvôli veľkosti a tvarovým obmedzeniam procesu tlače. V dnešnej dobe je ich viacero Technológie 3D tlače, stroje a dostupné materiály, čo znamená, že existuje len veľmi málo predmetov, ktoré nie je možné vyrobiť touto technológiou.
Výhody aditívnej výroby oproti tradičným výrobným procesom
Aditívna výroba prináša množstvo výhod. Zahŕňajú:
- Znížená doba prípravy medzi návrhom a konečným produktom.
- Zvýšená sloboda dizajnu.
- Zvýšená presnosť.
- Znížené plytvanie materiálmi.
- Flexibilita vo výrobe – napríklad malosériové alebo jednorazové výrobné série môžu byť ekonomicky životaschopné.
Vďaka týmto faktorom je aditívna výroba ideálna pre malé podniky a špecializované trhy, kde by klasické výrobné procesy neboli životaschopné. Navyše, keďže viac produktov je od začiatku navrhnutých s ohľadom na aditívnu výrobu, pravdepodobne zaznamenáme zníženie celkových nákladov na tovar a ďalšie zvýšenie slobody dizajnu.
Ako navrhnúť aditívnu výrobu
Predtým, ako začnete navrhovať aditívnu výrobu, musíte zvážiť niekoľko dôležitých vecí. Pozrime sa.
1. Uistite sa, že je 3D model vodotesný
Jednou z výhod dizajnu pre aditívnu výrobu je, že vám umožňuje vytvárať zložité geometrie, ktoré by nebolo možné dosiahnuť tradičnými výrobnými metódami. To však znamená aj viac možností vody dostať sa do dizajnu a spôsobiť problémy. Aby ste sa uistili, že váš 3D model je vodotesný, budete musieť počas procesu návrhu vykonať niekoľko ďalších krokov.
- Uistite sa, že všetky kanály a dutiny v dizajne sú utesnené. Ak existujú oblasti, do ktorých by mohla potenciálne vniknúť voda, pridajte odtoky alebo iné prvky, ktoré zabránia úniku vody.
- Ak nájdete nejaké netesnosti vo svojom dizajne, môžete ich opraviť pridaním alebo posunutím vrcholov, kým nebude sieťka úplne utesnená.
- Ďalším spôsobom, ako zabrániť úniku, je použitie sieťoviny s vyšším rozlíšením. Tým sa vytvorí hladší povrch, na ktorom je menej pravdepodobné, že bude mať medzery alebo diery. Vyvážte rozlíšenie siete so zložitosťou modelu. Ak je sieť príliš hustá, bude náročné upraviť a spomaliť počítač.
- Nakoniec zvážte použitie materiálov prirodzene odolných voči vode, ako sú niektoré druhy plastov alebo kovov. Tieto preventívne opatrenia môžu pomôcť zabezpečiť, aby váš 3D model odolal vode.
2. Skontrolujte zmršťovanie a deformovanie
Pri všetkých tých rečiach o dizajne pre aditívnu výrobu je dôležité nestratiť zo zreteľa skutočnosť, že na post-procesingu stále záleží. Jedna oblasť, ktorá si stále vyžaduje pozornosť, je zmršťovanie a deformácia (pozri ako sa vyhnúť deformácii pri 3D výtlačkoch).
Tradičné výrobné metódy sú riadené konštrukčnými prvkami, ako sú skosenie a uhly ponoru. Ale pri aditívnej výrobe môže orientácia konštrukcie výrazne ovplyvniť zmršťovanie a deformáciu. V dôsledku toho je nevyhnutná kontrola týchto defektov pred začatím procesu zostavovania. Vyhnete sa tak prekvapeniam a zabezpečíte, že vaše diely budú spĺňať konštrukčné špecifikácie.
3. Zvážte previsy
Pri navrhovaní pre aditívnu výrobu by ste mali mať na pamäti presahy. Previsy sa vyskytujú, keď časť dizajnu visí nad priestorom bez podpory. To môže byť problematické, pretože materiál sa počas procesu tlače nanáša vrstva po vrstve. Nič pod tým nepodporuje materiál, ktorý by sa mohol zrútiť a zničiť tlač.
Pridajte k dizajnu podpery, ktoré zabezpečia stabilitu počas tlače. Alternatívne je možné nastaviť uhol previsu tak, aby bolo menej pravdepodobné, že sa zrúti. Pokiaľ túto oblasť pri navrhovaní aditívnej výroby neprehliadnete, môžete si byť istí, že vytlačíte vysokokvalitné výtlačky.
4. Zvážte silu modelu
Pri navrhovaní pre aditívnu výrobu je dôležité zvážiť silu modelu. Na rozdiel od tradičných výrobných metód vyrába AM diely vrstvu po vrstve zo zmesi kvapaliny alebo prášku. V dôsledku toho môžu byť tieto časti v určitých smeroch slabšie a náchylnejšie na zlomenie.
Aby ste sa uistili, že vaša AM časť je dostatočne pevná, aby odolala namáhaniu používania, je dôležité zvážiť jej orientáciu počas procesu návrhu. Napríklad, ak navrhujete súčiastku, ktorá bude v jednom konkrétnom prípade zažívať vysoké úrovne stresu smer, zvážte orientáciu vrstiev dielu tak, aby naň prebiehali kolmo smer.
Výsledkom je, že inžinieri DfAM musia starostlivo zvážiť silu materiálov, ktoré používajú, a dizajn samotnej časti, aby vytvorili konečné funkčné produkty.
5. Skontrolujte rozlíšenie
Pri navrhovaní komponentov pre aditívnu výrobu je nevyhnutné zvážiť rozlíšenie modelu. Rozlíšenie je vedľajšia vlastnosť, ktorá sa dá presne vytlačiť a je obmedzená veľkosťou nanášacej dýzy a hrúbkou vrstvy. Napríklad model s rozlíšením 0,1 mm nebude schopný tlačiť prvky menšie ako 0,1 mm.
Modely s vyšším rozlíšením sú na výrobu drahšie, ale môžu byť nevyhnutné pre tlač jemných detailov alebo zložitých geometrických tvarov. Pri výbere rozlíšenia pre váš model je dôležité vyvážiť cenu a presnosť.
6. Zvážte únikové diery
Pri vytváraní objektu s viacerými časťami, ktoré je potrebné pripevniť, musia dizajnéri zvážiť, že medzi kusmi budú prázdne miesta alebo medzery. Tieto dutiny môžu spôsobovať problémy počas tlače, pretože zachytávajú vzduch a bránia správnemu pripojeniu dielu k konštrukčnej platni. Jedným zo spôsobov, ako vyriešiť tento problém, je zahrnúť únikové otvory do návrhu.
Únikové otvory sú malé otvory, ktoré umožňujú únik vzduchu a prebytočného materiálu počas procesu tlače, čím bránia zachytenému vzduchu spôsobiť problémy počas procesu tlače. Takže zahrnutie únikových otvorov do dizajnu je kľúčové pre každého, kto sa zaujíma o navrhovanie pre aditívnu výrobu.
7. Vyhnite sa podrezaniu a ostrým rohom
Dizajn je pri 3D tlači rozhodujúci. Jednou z bežných chýb je navrhovanie predmetov s podrezaním alebo ostrými rohmi. Tieto funkcie môžu na obrazovke počítača vyzerať dobre, ale môžu spôsobovať problémy počas tlače. Dôvodom je to 3D tlačiarní stavať objekty po jednej vrstve.
Ak má predmet podrezanie, tlačiareň nemusí byť schopná správne položiť materiál, čo môže mať za následok slabú alebo deformovanú časť. Problémy môžu spôsobiť aj ostré rohy, ktoré sú náchylné na deformáciu alebo zlomenie počas tlače. Preto je lepšie predísť podrezaniu a ostrým rohom výberom vzorov, ktoré môžete jednoducho bez problémov vytlačiť.
Pred odoslaním do tlačiarne otestujte svoj dizajn
Teraz, keď už viete, ako navrhovať aditívnu výrobu, je dôležité otestovať svoj dizajn pred jeho odoslaním do 3D tlačiarne. To vám umožní posúdiť, ako dizajn funguje v procese aditívnej výroby a identifikovať potenciálne problémy. Je to tiež vynikajúci spôsob, ako získať predstavu o nákladoch spojených s 3D tlačou vášho produktu.
Keď otestujete svoj návrh a budete spokojní s výsledkami, môžete ho poslať do tlačiarne. S týmito cennými tipmi si môžete zaistiť, že váš produkt bude vytlačený správne a podľa vašich špecifikácií.