Navrhování pro aditivní výrobu může být výzvou, ale je to také zábavný a obohacující proces. Tato příručka probere tipy a triky, které vám pomohou vytvořit návrhy ideální pro 3D tisk. Podíváme se také na některé výhody aditivní výroby a na to, jak mění provoz podniku.
Co je aditivní výroba?
Aditivní výroba je technologie, která vytváří objekty postupným přidáváním materiálu vrstvu po vrstvě, dokud není objekt vytvořen. Je známější jako 3D tisk. Technologie AM existuje od 80. let 20. století.
V počátcích byla omezena z hlediska použitelných materiálů a typu objektů, které jsme mohli vytvářet, kvůli velikostním a tvarovým omezením tiskového procesu. V dnešní době je jich více Technologie 3D tisku, stroje a dostupné materiály, což znamená, že existuje jen velmi málo předmětů, které nelze touto technologií vyrobit.
Výhody aditivní výroby oproti tradičním výrobním procesům
Aditivní výroba přináší řadu výhod. Obsahují:
- Zkrácená doba přípravy mezi návrhem a konečným produktem.
- Větší svoboda designu.
- Zvýšená přesnost.
- Snížení plýtvání materiálem.
- Flexibilita výroby – například malosériové nebo jednorázové výrobní série mohou být ekonomicky životaschopné.
Tyto faktory činí aditivní výrobu ideální pro malé podniky a specializované trhy, kde by klasické výrobní procesy nebyly životaschopné. Kromě toho, jak je od počátku navrženo více produktů s ohledem na aditivní výrobu, pravděpodobně zaznamenáme snížení celkových nákladů na zboží a další zvýšení svobody designu.
Jak navrhovat pro aditivní výrobu
Než začnete navrhovat pro aditivní výrobu, musíte zvážit některé důležité věci. Podívejme se.
1. Ujistěte se, že je 3D model vodotěsný
Jednou z výhod designu pro aditivní výrobu je to, že umožňuje vytvářet složité geometrie, kterých by nebylo možné dosáhnout tradičními výrobními metodami. To však také znamená více vodních příležitostí, jak se dostat do návrhu a způsobit problémy. Abyste zajistili, že váš 3D model bude vodotěsný, budete muset během procesu návrhu provést několik dalších kroků.
- Ujistěte se, že všechny kanály a dutiny v návrhu jsou utěsněny. Pokud existují oblasti, kam by mohla voda potenciálně vniknout, přidejte odtoky nebo jiné prvky, které pomohou udržet vodu mimo.
- Pokud ve svém návrhu objevíte nějaké netěsnosti, můžete je opravit přidáním nebo posunutím vrcholů, dokud nebude síť zcela utěsněna.
- Dalším způsobem, jak zabránit únikům, je použití síťoviny s vyšším rozlišením. Tím vytvoříte hladší povrch, u kterého je méně pravděpodobné, že bude mít mezery nebo díry. Vyvažte rozlišení sítě se složitostí modelu. Pokud je síť příliš hustá, bude obtížné upravit a zpomalit počítač.
- Nakonec zvažte použití materiálů přirozeně odolných vůči vodě, jako jsou určité typy plastů nebo kovů. Tato opatření mohou pomoci zajistit, že váš 3D model odolá působení vody.
2. Zkontrolujte smrštění a deformaci
Uprostřed všech těch řečí o designu pro aditivní výrobu je důležité neztratit ze zřetele skutečnost, že na následném zpracování stále záleží. Jedna oblast, která stále vyžaduje pozornost, je smršťování a deformace (viz jak se vyhnout deformaci ve 3D tisku).
Tradiční výrobní metody jsou řízeny konstrukčními prvky, jako jsou zkosení a úkosové úhly. Ale při aditivní výrobě může orientace sestavení výrazně ovlivnit smrštění a deformaci. V důsledku toho je kontrola těchto defektů před zahájením procesu sestavování nezbytná. Vyhnete se tak překvapením a zajistíte, že vaše díly splňují konstrukční specifikace.
3. Zvažte převisy
Při navrhování pro aditivní výrobu byste měli mít na paměti přesahy. K převisům dochází, když část návrhu visí nad prostorem bez podpory. To může být problematické, protože materiál se během procesu tisku ukládá vrstva po vrstvě. Nic zespodu nepodpírá materiál, který by se mohl zhroutit a zničit tisk.
Přidejte do návrhu podpěry pro zajištění stability během tisku. Případně lze úhel převisu upravit tak, aby bylo méně pravděpodobné, že se zhroutí. Pokud tuto oblast při navrhování pro aditivní výrobu nepřehlédnete, můžete si být jisti, že vytvoříte vysoce kvalitní výtisky.
4. Zvažte sílu modelu
Při navrhování pro aditivní výrobu je zásadní vzít v úvahu pevnost modelu. Na rozdíl od tradičních výrobních metod vyrábí AM díly vrstvu po vrstvě ze směsi kapaliny nebo prášku. Díky tomu mohou být tyto díly v určitých směrech slabší a náchylnější k rozbití.
Aby bylo zajištěno, že je vaše část AM dostatečně pevná, aby vydržela namáhání při používání, je důležité zvážit její orientaci během procesu návrhu. Pokud například navrhujete součást, která bude v jednom konkrétním případě vystavena vysoké úrovni namáhání směru, zvažte orientaci vrstev součásti tak, aby k němu probíhaly kolmo směr.
V důsledku toho musí inženýři DfAM pečlivě zvážit sílu materiálů, které používají, a design samotného dílu, aby vytvořili finální funkční produkty.
5. Zkontrolujte Rozlišení
Při navrhování součástí pro aditivní výrobu je nezbytné vzít v úvahu rozlišení modelu. Rozlišení je vedlejší vlastností, kterou lze přesně vytisknout, a je omezeno velikostí nanášecí trysky a tloušťkou vrstvy. Například model s rozlišením 0,1 mm nebude schopen vytisknout prvky menší než 0,1 mm.
Modely s vyšším rozlišením jsou dražší na výrobu, ale mohou být nezbytné pro tisk jemných detailů nebo složitých geometrických tvarů. Při výběru rozlišení pro váš model je zásadní vyvážit cenu a přesnost.
6. Zvažte únikové díry
Při vytváření objektu s více částmi, které je třeba připojit, musí návrháři vzít v úvahu, že mezi kusy budou mezery nebo mezery. Tyto dutiny mohou způsobit problémy během tisku, protože zachycují vzduch a brání součásti ve správném přilnutí ke konstrukční desce. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je zahrnout únikové otvory do návrhu.
Únikové otvory jsou malé otvory, které umožňují unikání vzduchu a přebytečného materiálu během procesu tisku, čímž zabraňují zachycenému vzduchu, aby způsoboval problémy během procesu tisku. Zahrnutí únikových otvorů do návrhu je tedy klíčové pro každého, kdo se zajímá o navrhování pro aditivní výrobu.
7. Vyvarujte se podříznutí a ostrých rohů
Design je u 3D tisku zásadní. Jednou z běžných chyb je navrhování objektů s podříznutím nebo ostrými rohy. Tyto funkce mohou na obrazovce počítače vypadat dobře, ale mohou způsobovat problémy během tisku. Důvodem je to 3D tiskárny stavět objekty jednu vrstvu po druhé.
Pokud má předmět podříznutí, tiskárna nemusí být schopna správně položit materiál, což může mít za následek oslabenou nebo deformovanou část. Problémy mohou způsobovat i ostré rohy, které jsou náchylné k deformaci nebo lámání během tisku. Proto je lepší předcházet podřezání a ostrým rohům tím, že se rozhodnete pro vzory, které můžete snadno a bez problémů vytisknout.
Otestujte svůj návrh před odesláním do tiskárny
Nyní, když víte, jak navrhovat pro aditivní výrobu, je důležité svůj návrh před odesláním do 3D tiskárny otestovat. To vám umožní posoudit, jak návrh funguje v procesu aditivní výroby, a identifikovat potenciální problémy. Je to také vynikající způsob, jak získat představu o nákladech spojených s 3D tiskem vašeho produktu.
Jakmile svůj návrh otestujete a budete s výsledky spokojeni, můžete jej odeslat do tiskárny. S těmito cennými tipy na paměti můžete zajistit, že váš produkt bude vytištěn správně a podle vašich specifikací.