Az additív gyártáshoz való tervezés kihívás lehet, de egyben szórakoztató és hasznos folyamat is. Ez az útmutató olyan tippeket és trükköket tárgyal, amelyek segítenek létrehozni a 3D nyomtatáshoz tökéletes terveket. Megvizsgáljuk az additív gyártás néhány előnyeit és azt is, hogy ez hogyan változtatja meg a vállalkozás működését.
Mi az additív gyártás?
Az additív gyártás olyan technológia, amely az objektumokat úgy építi fel, hogy egymás után rétegről rétegre ad hozzá anyagokat, amíg az objektum létre nem jön. Közismertebb nevén 3D nyomtatás. Az AM technológia az 1980-as évek óta létezik.
A kezdeti időkben a nyomtatási folyamat méret- és formai korlátai miatt korlátozott volt a felhasználható anyagok és az elkészíthető tárgyak típusa. Manapság többféle is létezik 3D nyomtatási technológiák, gépek és anyagok állnak rendelkezésre, ami azt jelenti, hogy nagyon kevés olyan tárgy van, amelyet nem lehet ezzel a technológiával előállítani.
Az additív gyártás előnyei a hagyományos gyártási eljárásokkal szemben
Az additív gyártás számos előnnyel jár. Tartalmazzák:
- Csökkentett átfutási idő a tervezés és a végtermék között.
- Megnövelt tervezési szabadság.
- Megnövelt pontosság.
- Csökkentett anyagpazarlás.
- Rugalmasság a gyártásban – például a kis szériás vagy egyszeri gyártási sorozatok gazdaságilag életképesek lehetnek.
Ezek a tényezők ideálissá teszik az additív gyártást a kisvállalkozások és a piaci rések számára, ahol a klasszikus gyártási eljárások nem lennének életképesek. Ezen túlmenően, mivel több terméket a kezdetektől az additív gyártás figyelembevételével terveznek, valószínűleg csökkenni fog az áruk összköltsége, és tovább nő a tervezési szabadság.
Hogyan tervezzünk additív gyártáshoz
Mielőtt elkezdené az additív gyártás tervezését, figyelembe kell vennie néhány alapvető dolgot. Lássuk.
1. Győződjön meg arról, hogy a 3D modell vízálló
Az additív gyártás tervezésének egyik előnye, hogy lehetővé teszi olyan összetett geometriák létrehozását, amelyek hagyományos gyártási módszerekkel lehetetlenek lennének. Ez azonban több vízi lehetőséget is jelent a tervezésbe való bejutásra és problémák okozására. Annak érdekében, hogy 3D modellje vízálló legyen, a tervezési folyamat során meg kell tennie néhány további lépést.
- Győződjön meg arról, hogy a kialakításban lévő összes csatorna és üreg le van zárva. Ha vannak olyan területek, ahová víz kerülhet be, szereljen fel lefolyókat vagy egyéb funkciókat, amelyek segítenek távol tartani a vizet.
- Ha bármilyen szivárgást talál a tervben, kijavíthatja azokat csúcsok hozzáadásával vagy mozgatásával, amíg a háló teljesen le nem záródik.
- A szivárgás megelőzésének másik módja a nagyobb felbontású háló használata. Ez simább felületet hoz létre, amelyen kisebb valószínűséggel lesznek rések vagy lyukak. Egyensúlyozza a háló felbontását a modell összetettségével. Ha a háló túl sűrű, akkor nehéz lesz szerkeszteni és lelassítani a számítógépet.
- Végül fontolja meg a víznek természetesen ellenálló anyagok, például bizonyos típusú műanyagok vagy fémek használatát. Ezek az óvintézkedések segíthetnek abban, hogy 3D modellje ellenálljon a víznek.
2. Ellenőrizze a zsugorodást és a vetemedést
Az additív gyártás tervezéséről szóló szóbeszéd közepette fontos, hogy ne tévessze szem elől azt a tényt, hogy az utófeldolgozás továbbra is számít. Az egyik terület, amely még mindig figyelmet igényel, a zsugorodás és a vetemedés (lásd hogyan lehet elkerülni a vetemedést a 3D nyomatokon).
A hagyományos gyártási módszereket olyan tervezési jellemzők szabályozzák, mint a letörések és a dőlésszögek. De additív gyártás esetén a felépítési irány jelentősen befolyásolhatja a zsugorodást és a vetemedést. Ennek eredményeként elengedhetetlen, hogy az építési folyamat megkezdése előtt ellenőrizze ezeket a hibákat. Ezzel elkerülheti a meglepetéseket, és biztosíthatja, hogy alkatrészei megfeleljenek a tervezési előírásoknak.
3. Vegye figyelembe a túlnyúlásokat
Az additív gyártás tervezésénél szem előtt kell tartani a túlnyúlásokat. A túlnyúlások akkor fordulnak elő, ha a kialakítás egy része alátámasztás nélkül lóg a tér fölött. Ez problémás lehet, mert az anyag rétegenként rakódik le a nyomtatási folyamat során. Alatta semmi sem tartja meg az anyagot, ami összeeshet és tönkreteheti a nyomatot.
Adjon hozzá támasztékokat a kialakításhoz, hogy stabilitást biztosítson a nyomtatás során. Alternatív megoldásként a túlnyúlás szöge beállítható úgy, hogy kisebb eséllyel essen össze. Mindaddig, amíg ezt a területet nem hagyja figyelmen kívül az additív gyártás tervezése során, biztos lehet benne, hogy kiváló minőségű nyomatokat készít.
4. Vegye figyelembe a modell erősségét
Az additív gyártás tervezésénél döntő fontosságú a modell erősségének figyelembe vétele. A hagyományos gyártási módszerekkel ellentétben az AM rétegenként építi fel az alkatrészeket folyadék- vagy porkészletből. Ennek eredményeként ezek az alkatrészek bizonyos irányokban gyengébbek lehetnek, és érzékenyebbek a törésre.
Annak érdekében, hogy az Ön AM alkatrésze elég erős legyen ahhoz, hogy ellenálljon a használati igénybevételnek, kulcsfontosságú, hogy a tervezési folyamat során figyelembe vegyük annak tájolását. Például, ha olyan alkatrészt tervez, amely egy adott területen nagy feszültséget fog tapasztalni irányba, fontolja meg az alkatrész rétegeinek úgy orientálását, hogy arra merőlegesen fussanak irány.
Ennek eredményeként a DfAM mérnökeinek gondosan mérlegelniük kell az általuk használt anyagok szilárdságát és magának az alkatrésznek a kialakítását a végső funkcionális termékek létrehozásához.
5. Ellenőrizze a felbontást
Az additív gyártáshoz szükséges alkatrészek tervezésénél elengedhetetlen a modell felbontásának figyelembe vétele. A felbontás egy apró, pontosan nyomtatható tulajdonság, és ennek a leválasztó fúvóka mérete és a rétegvastagság korlátozza. Például egy 0,1 mm-es felbontású modell nem tud 0,1 mm-nél kisebb elemeket nyomtatni.
A nagyobb felbontású modellek előállítása drágább, de finom részletek vagy összetett geometriai formák nyomtatásához nélkülözhetetlenek lehetnek. A modell felbontásának kiválasztásakor kulcsfontosságú a költségek és a pontosság egyensúlya.
6. Tekintsük a menekülési lyukakat
Több rögzítendő alkatrészből álló objektum létrehozásakor a tervezőknek figyelembe kell venniük, hogy a darabok között üregek vagy hézagok maradnak. Ezek az üregek problémákat okozhatnak a nyomtatás során, mivel felfogják a levegőt, és megakadályozzák, hogy az alkatrész megfelelően tapadjon az alaplemezhez. A probléma megoldásának egyik módja a menekülési lyukak beépítése a tervezésbe.
A kilépő lyukak kis nyílások, amelyek lehetővé teszik a levegő és a felesleges anyag távozását a nyomtatási folyamat során, így megakadályozzák, hogy a beszorult levegő problémákat okozzon a nyomtatási folyamat során. Tehát a menekülési lyukak beépítése a tervezésbe döntő fontosságú mindenki számára, aki érdeklődik az additív gyártáshoz való tervezés iránt.
7. Kerülje az alávágásokat és az éles sarkokat
A tervezés kritikus a 3D nyomtatásban. Az egyik gyakori hiba az, hogy a tárgyakat alámetszéssel vagy éles sarkokkal tervezik. Ezek a funkciók jól néznek ki a számítógép képernyőjén, de problémákat okozhatnak a nyomtatás során. Az ok az 3D nyomtatók rétegenként építsenek objektumokat.
Ha egy tárgyon alámetszett, előfordulhat, hogy a nyomtató nem tudja megfelelően letenni az anyagot, ami gyenge vagy deformálódott alkatrészt eredményez. Az éles sarkok is problémákat okozhatnak, mivel hajlamosak a nyomtatás során elhajlásra vagy eltörésre. Ezért jobb elkerülni az alámetszéseket és az éles sarkokat, ha olyan mintákat választ, amelyeket könnyedén kinyomtat.
Tesztelje tervét, mielőtt elküldi a nyomtatóra
Most, hogy tudja, hogyan kell tervezni az additív gyártáshoz, fontos, hogy tesztelje a tervet, mielőtt elküldi a 3D nyomtatóra. Ez lehetővé teszi, hogy felmérje, hogyan működik a tervezés az additív gyártási folyamatban, és azonosíthatja a lehetséges problémákat. Ez egy kiváló módja annak, hogy képet kapjon a termék 3D-s nyomtatásával járó költségekről.
Miután tesztelte a tervet, és elégedett az eredménnyel, elküldheti a nyomtatónak. Ezeket az értékes tippeket szem előtt tartva biztosíthatja, hogy terméke megfelelően és az Ön specifikációi szerint kerüljön kinyomtatásra.