Dizajniranje za aditivnu proizvodnju može biti izazov, ali je također zabavan i koristan proces. U ovom će se vodiču raspravljati o savjetima i trikovima koji će vam pomoći u stvaranju dizajna savršenih za 3D ispis. Također ćemo pogledati neke prednosti aditivne proizvodnje i kako ona mijenja poslovanje poduzeća.
Što je aditivna proizvodnja?
Aditivna proizvodnja je tehnologija koja gradi objekte uzastopnim dodavanjem materijala sloj po sloj dok se objekt ne stvori. Poznatiji je kao 3D printanje. AM tehnologija postoji od 1980-ih.
U ranim danima bilo je ograničeno u pogledu upotrebljivih materijala i vrste objekata koje smo mogli izraditi zbog ograničenja veličine i oblika procesa tiskanja. Danas ih ima više Tehnologije 3D printanja, strojeva i dostupnih materijala, što znači da je vrlo malo predmeta koji se ne mogu proizvesti ovom tehnologijom.
Prednosti aditivne proizvodnje u odnosu na tradicionalne proizvodne procese
Aditivna proizvodnja donosi niz prednosti. Oni uključuju:
- Skraćeno vrijeme između dizajna i konačnog proizvoda.
- Povećana sloboda dizajna.
- Povećana točnost.
- Smanjeno rasipanje materijala.
- Fleksibilnost u proizvodnji—na primjer, male serije ili jednokratne proizvodnje mogu biti ekonomski isplative.
Ovi čimbenici čine aditivnu proizvodnju idealnom za mala poduzeća i tržišne niše gdje klasični proizvodni procesi ne bi bili održivi. Osim toga, kako se sve više proizvoda dizajnira imajući na umu aditivnu proizvodnju od samog početka, vjerojatno ćemo vidjeti smanjenje ukupne cijene robe i daljnje povećanje slobode dizajna.
Kako dizajnirati za aditivnu proizvodnju
Prije nego počnete projektirati za aditivnu proizvodnju, morate razmotriti neke vitalne stvari. Pogledajmo.
1. Provjerite je li 3D model vodootporan
Jedna od prednosti dizajna za aditivnu proizvodnju je ta što vam omogućuje stvaranje složenih geometrija koje bi bilo nemoguće postići tradicionalnim metodama proizvodnje. Međutim, to također znači više mogućnosti vode da uđe u dizajn i izazove probleme. Kako biste bili sigurni da je vaš 3D model vodootporan, morat ćete poduzeti nekoliko dodatnih koraka tijekom procesa dizajna.
- Osigurajte da su svi kanali i praznine u dizajnu zabrtvljeni. Ako postoje područja u koja bi voda potencijalno mogla ući, dodajte odvode ili druge elemente koji će spriječiti prodor vode.
- Ako pronađete bilo kakva propuštanja u svom dizajnu, možete ih popraviti dodavanjem ili pomicanjem vrhova dok se mreža potpuno ne zatvori.
- Drugi način za sprječavanje curenja je korištenje mreže više rezolucije. Ovo će stvoriti glatku površinu na kojoj je manja vjerojatnost da će imati praznine ili rupe. Uravnotežite razlučivost mreže sa složenošću modela. Ako je mreža pregusta, bit će teško uređivati i usporiti vaše računalo.
- Konačno, razmislite o korištenju materijala koji su prirodno otporni na vodu, kao što su određene vrste plastike ili metala. Ove mjere opreza mogu osigurati da vaš 3D model može izdržati izlaganje vodi.
2. Provjerite skupljanje i savijanje
Usred svih razgovora o dizajnu za aditivnu proizvodnju, važno je ne izgubiti iz vida činjenicu da je naknadna obrada i dalje važna. Jedno područje na koje još uvijek treba obratiti pozornost je skupljanje i savijanje (vidi kako izbjeći savijanje u 3D ispisima).
Tradicionalne metode proizvodnje kontroliraju značajke dizajna kao što su skošenja i kutovi nagiba. Ali s aditivnom proizvodnjom, orijentacija izrade može značajno utjecati na skupljanje i savijanje. Kao rezultat toga, ključna je provjera tih nedostataka prije početka procesa izgradnje. Na taj način možete izbjeći iznenađenja i osigurati da vaši dijelovi zadovoljavaju specifikacije dizajna.
3. Razmotrite prevjese
Prilikom projektiranja za aditivnu proizvodnju, trebali biste imati na umu prepuste. Prevjesi nastaju kada dio dizajna visi iznad prostora bez potpore. To može biti problematično jer se materijal taloži sloj po sloj tijekom procesa tiskanja. Ništa ispod ne podupire materijal, što se može urušiti i uništiti otisak.
Dodajte potpore dizajnu kako biste osigurali stabilnost tijekom ispisa. Alternativno, kut prepusta može se podesiti tako da je manja vjerojatnost da će se urušiti. Sve dok ne zanemarite ovo područje pri projektiranju za dodatnu proizvodnju, možete biti sigurni da ćete proizvoditi visokokvalitetne ispise.
4. Razmotrite snagu modela
Prilikom projektiranja za aditivnu proizvodnju, ključno je uzeti u obzir snagu modela. Za razliku od tradicionalnih metoda proizvodnje, AM izrađuje dijelove sloj po sloj iz bazena tekućine ili praha. Kao rezultat toga, ti dijelovi mogu biti slabiji u određenim smjerovima i osjetljiviji na lomljenje.
Kako biste osigurali da je vaš AM dio dovoljno jak da izdrži naprezanja korištenja, ključno je uzeti u obzir njegovu orijentaciju tijekom procesa projektiranja. Na primjer, ako dizajnirate dio koji će doživjeti visoku razinu stresa u jednom pojedinom dijelu smjeru, razmislite o usmjeravanju slojeva dijela tako da idu okomito na to smjer.
Kao rezultat toga, DfAM inženjeri moraju pažljivo razmotriti čvrstoću materijala koje koriste i dizajn samog dijela kako bi stvorili konačne funkcionalne proizvode.
5. Provjerite rezoluciju
Prilikom projektiranja komponenti za aditivnu proizvodnju bitno je uzeti u obzir rezoluciju modela. Razlučivost je manja značajka koja se može točno ispisati, a ograničena je veličinom mlaznice za taloženje i debljinom sloja. Na primjer, model s razlučivošću od 0,1 mm ne bi mogao ispisati značajke manje od 0,1 mm.
Modeli veće razlučivosti skuplji su za proizvodnju, ali mogu biti bitni za ispis sitnih detalja ili složenih geometrijskih oblika. Prilikom odabira razlučivosti za vaš model, ključno je uravnotežiti cijenu i točnost.
6. Razmotrite rupe za bijeg
Kada stvarate objekt s više dijelova koje je potrebno pričvrstiti, dizajneri moraju uzeti u obzir da će postojati praznine ili razmaci između dijelova. Te šupljine mogu uzrokovati probleme tijekom ispisa jer zadržavaju zrak i sprječavaju pravilno spajanje dijela na radnu ploču. Jedan od načina za rješavanje ovog problema je uključivanje otvora za bijeg u dizajn.
Otvori za izlaz mali su otvori koji dopuštaju zraku i višku materijala da izađu tijekom procesa ispisa, čime se sprječava da zarobljeni zrak uzrokuje probleme tijekom procesa ispisa. Dakle, uključivanje otvora za izlaz u dizajn ključno je za svakoga tko je zainteresiran za projektiranje za aditivnu proizvodnju.
7. Izbjegavajte podrezivanja i oštre kutove
Dizajn je kritičan u 3D ispisu. Jedna uobičajena pogreška je projektiranje predmeta s podrezima ili oštrim kutovima. Ove značajke mogu dobro izgledati na zaslonu računala, ali mogu uzrokovati probleme tijekom ispisa. Razlog je taj 3D pisači gradite objekte sloj po sloj.
Ako predmet ima podrezani dio, pisač možda neće moći ispravno položiti materijal, što će rezultirati slabim ili deformiranim dijelom. Oštri kutovi također mogu uzrokovati probleme, jer su skloni iskrivljavanju ili lomljenju tijekom ispisa. Stoga je bolje spriječiti podrezivanja i oštre kutove odabirom dizajna koje možete jednostavno ispisati bez problema.
Testirajte svoj dizajn prije nego što ga pošaljete na tiskaru
Sada kada znate kako dizajnirati za aditivnu proizvodnju, važno je testirati svoj dizajn prije nego što ga pošaljete na svoj 3D printer. To će vam omogućiti da procijenite kako dizajn radi u procesu aditivne proizvodnje i identificirate potencijalne probleme. To je također izvrstan način da dobijete ideju o troškovima uključenim u 3D ispis vašeg proizvoda.
Nakon što testirate svoj dizajn i zadovoljni ste rezultatima, možete ga poslati u tiskaru. Imajući na umu ove vrijedne savjete, možete osigurati da će vaš proizvod biti ispisan ispravno i prema vašim specifikacijama.
