Oblikovanje za aditivno proizvodnjo je lahko izziv, vendar je tudi zabaven in koristen proces. Ta vodnik obravnava nasvete in trike, ki vam bodo pomagali ustvariti dizajne, popolne za 3D-tiskanje. Ogledali si bomo tudi nekatere prednosti aditivne proizvodnje in kako spreminja poslovanje podjetja.
Kaj je aditivna proizvodnja?
Aditivna proizvodnja je tehnologija, ki gradi predmete z zaporednim dodajanjem materiala plast za plastjo, dokler predmet ni ustvarjen. Bolj znan je kot 3D tiskanje. Tehnologija AM obstaja že od osemdesetih let prejšnjega stoletja.
V zgodnjih dneh je bil omejen glede uporabnih materialov in vrste predmetov, ki smo jih lahko ustvarili zaradi omejitev velikosti in oblike postopka tiskanja. Dandanes jih je več Tehnologije 3D tiskanja, strojev in materialov, kar pomeni, da je zelo malo predmetov, ki jih s to tehnologijo ni mogoče izdelati.
Prednosti aditivne proizvodnje pred tradicionalnimi proizvodnimi procesi
Aditivna proizvodnja prinaša kup prednosti. Vključujejo:
- Skrajšan čas med zasnovo in končnim izdelkom.
- Večja svoboda oblikovanja.
- Povečana natančnost.
- Zmanjšana poraba materialov.
- Prilagodljivost v proizvodnji – na primer, majhne serije ali enkratne proizvodnje so lahko ekonomsko upravičene.
Zaradi teh dejavnikov je aditivna proizvodnja idealna za mala podjetja in tržne niše, kjer klasični proizvodni procesi ne bi bili izvedljivi. Poleg tega, ko je več izdelkov zasnovanih z aditivno proizvodnjo v mislih že od samega začetka, bomo verjetno priča znižanju skupnih stroškov blaga in nadaljnjemu povečanju svobode oblikovanja.
Kako oblikovati za aditivno proizvodnjo
Preden začnete načrtovati aditivno proizvodnjo, morate razmisliti o nekaterih bistvenih stvareh. Pa si poglejmo.
1. Prepričajte se, da je 3D model vodotesen
Ena od prednosti oblikovanja za aditivno proizvodnjo je, da vam omogoča ustvarjanje zapletenih geometrij, ki jih s tradicionalnimi proizvodnimi metodami ne bi bilo mogoče doseči. Vendar pa to pomeni tudi več možnosti vode, da vstopi v zasnovo in povzroči težave. Če želite zagotoviti, da je vaš 3D-model vodotesen, boste morali med postopkom načrtovanja narediti nekaj dodatnih korakov.
- Prepričajte se, da so vsi kanali in praznine v konstrukciji zatesnjeni. Če obstajajo območja, kamor bi lahko vdrla voda, dodajte odtoke ali druge elemente, ki bodo preprečili vdor vode.
- Če najdete kakršna koli puščanja v svoji zasnovi, jih lahko popravite z dodajanjem ali premikanjem oglišč, dokler mreža ni popolnoma zaprta.
- Drug način za preprečevanje puščanja je uporaba mreže z višjo ločljivostjo. To bo ustvarilo bolj gladko površino, na kateri je manj vrzeli ali lukenj. Uravnotežite ločljivost mreže s kompleksnostjo modela. Če je mreža pregosta, bo težko urejati in upočasniti vaš računalnik.
- Na koncu razmislite o uporabi materialov, ki so naravno odporni na vodo, kot so nekatere vrste plastike ali kovine. Ti previdnostni ukrepi lahko pomagajo zagotoviti, da bo vaš 3D model vzdržal izpostavljenost vodi.
2. Preverite krčenje in zvijanje
Med vsemi govoricami o načrtovanju za aditivno proizvodnjo je pomembno, da ne pozabite na dejstvo, da je naknadna obdelava še vedno pomembna. Eno področje, ki mu je še vedno treba posvetiti pozornost, je krčenje in zvijanje (glejte kako se izogniti upogibanju 3D-tiskov).
Tradicionalne metode izdelave nadzirajo oblikovne značilnosti, kot so posneti robovi in nagibni koti. Toda z aditivno proizvodnjo lahko usmeritev gradnje bistveno vpliva na krčenje in zvijanje. Zato je nujno preveriti te napake pred začetkom gradnje. S tem se lahko izognete presenečenjem in zagotovite, da vaši deli ustrezajo konstrukcijskim specifikacijam.
3. Razmislite o previsih
Pri načrtovanju za aditivno proizvodnjo morate upoštevati previse. Previsi nastanejo, ko del konstrukcije visi nad prostorom brez podpore. To je lahko problematično, ker se material med postopkom tiskanja nalaga plast za plastjo. Nič spodaj ne podpira materiala, kar se lahko sesede in uniči tisk.
Dizajnu dodajte podpore, da zagotovite stabilnost med tiskanjem. Druga možnost je, da se kot previsa prilagodi tako, da je manjša verjetnost, da se bo zrušil. Dokler tega področja ne spregledate pri načrtovanju za aditivno proizvodnjo, ste lahko prepričani, da boste izdelali visokokakovostne natise.
4. Upoštevajte moč modela
Pri načrtovanju za aditivno proizvodnjo je ključnega pomena upoštevati moč modela. Za razliko od tradicionalnih proizvodnih metod AM izdeluje dele plast za plastjo iz bazena tekočine ali prahu. Posledično so lahko ti deli v določenih smereh šibkejši in bolj dovzetni za zlom.
Da bi zagotovili, da je vaš del AM dovolj močan, da prenese obremenitve uporabe, je med postopkom načrtovanja ključnega pomena upoštevati njegovo usmeritev. Na primer, če načrtujete del, ki bo v določenem delu doživel visoke ravni stresa smeri, razmislite o usmeritvi plasti dela tako, da potekajo pravokotno na to smer.
Posledično morajo inženirji DfAM skrbno pretehtati trdnost materialov, ki jih uporabljajo, in zasnovo samega dela, da ustvarijo končne funkcionalne izdelke.
5. Preverite ločljivost
Pri načrtovanju komponent za aditivno proizvodnjo je bistveno upoštevati ločljivost modela. Ločljivost je manjša lastnost, ki jo je mogoče natančno natisniti in je omejena z velikostjo nanosne šobe in debelino plasti. Na primer, model z ločljivostjo 0,1 mm ne bi mogel natisniti funkcij, manjših od 0,1 mm.
Modeli z višjo ločljivostjo so dražji za izdelavo, vendar so lahko bistveni za tiskanje drobnih podrobnosti ali zapletenih geometrijskih oblik. Pri izbiri ločljivosti za vaš model je ključnega pomena ravnovesje med ceno in natančnostjo.
6. Razmislite o luknjah za pobeg
Pri ustvarjanju predmeta z več deli, ki jih je treba pritrditi, morajo oblikovalci upoštevati, da bodo med kosi praznine ali presledki. Te praznine lahko povzročijo težave med tiskanjem, saj zadržujejo zrak in preprečujejo, da bi se del pravilno oprijel na gradbeno ploščo. Eden od načinov za reševanje te težave je vključitev lukenj za pobeg v zasnovo.
Izhodne luknje so majhne odprtine, ki omogočajo uhajanje zraka in odvečnega materiala med postopkom tiskanja, s čimer preprečijo, da bi ujeti zrak povzročal težave med postopkom tiskanja. Torej je vključitev zasilnih lukenj v zasnovo ključnega pomena za vse, ki jih zanima načrtovanje za aditivno proizvodnjo.
7. Izogibajte se podrezom in ostrim vogalom
Dizajn je ključnega pomena pri 3D tiskanju. Ena pogosta napaka je oblikovanje predmetov s spodrezki ali ostrimi vogali. Te funkcije so morda videti v redu na računalniškem zaslonu, vendar lahko povzročijo težave med tiskanjem. Razlog je ta 3D tiskalniki gradite predmete eno plast naenkrat.
Če ima predmet podrez, tiskalnik morda ne bo mogel pravilno položiti materiala, kar bo povzročilo šibek ali deformiran del. Težave lahko povzročijo tudi ostri vogali, saj se lahko med tiskanjem zvijejo ali zlomijo. Zato je bolje preprečiti podreze in ostre vogale tako, da se odločite za dizajne, ki jih lahko preprosto natisnete brez težav.
Preizkusite svoj dizajn, preden ga pošljete v tiskarno
Zdaj, ko veste, kako načrtovati za aditivno proizvodnjo, je pomembno, da svoj dizajn preizkusite, preden ga pošljete svojemu 3D-tiskalniku. To vam bo omogočilo, da ocenite, kako zasnova deluje v procesu aditivne proizvodnje, in prepoznate morebitne težave. To je tudi odličen način, da dobite predstavo o stroških, povezanih s 3D-tiskanjem vašega izdelka.
Ko preizkusite svoj dizajn in ste zadovoljni z rezultati, ga lahko pošljete v tiskarno. Z upoštevanjem teh dragocenih nasvetov lahko zagotovite, da bo vaš izdelek natisnjen pravilno in po vaših zahtevah.
