Å designe for additiv produksjon kan være en utfordring, men det er også en morsom og givende prosess. Denne veiledningen vil diskutere tips og triks for å hjelpe deg med å lage design som er perfekt for 3D-utskrift. Vi skal også se på noen fordeler med additiv produksjon og hvordan det endrer virksomheten.
Hva er additiv produksjon?
Additiv produksjon er en teknologi som bygger objekter ved suksessivt å legge materiale lag på lag til objektet er opprettet. Det er mer kjent som 3D-utskrift. AM-teknologi har eksistert siden 1980-tallet.
I de tidlige dagene var det begrenset med hensyn til brukbare materialer og typen gjenstander vi kunne lage på grunn av størrelsen og formbegrensningene til trykkeprosessen. I dag er det flere 3D-utskriftsteknologier, maskiner og materialer tilgjengelig, noe som betyr at det er svært få gjenstander som ikke kan produseres ved hjelp av denne teknologien.
Fordeler med additiv produksjon fremfor tradisjonelle produksjonsprosesser
Additiv produksjon gir en rekke fordeler. De inkluderer:
- Redusert ledetid mellom design og sluttprodukt.
- Økt designfrihet.
- Økt nøyaktighet.
- Redusert sløsing med materialer.
- Fleksibilitet i produksjonen – for eksempel små batch- eller engangsproduksjoner kan være økonomisk lønnsomme.
Disse faktorene gjør additiv produksjon ideell for små bedrifter og nisjemarkeder der klassiske produksjonsprosesser ikke ville være levedyktige. I tillegg, ettersom flere produkter er designet med additiv produksjon i tankene fra begynnelsen, vil vi sannsynligvis se en reduksjon i de totale varekostnadene og en ytterligere økning i designfrihet.
Hvordan designe for additiv produksjon
Før du begynner å designe for additiv produksjon, må du vurdere noen viktige ting. La oss ta en titt.
1. Sørg for at 3D-modellen er vanntett
En av fordelene med design for additiv produksjon er at den lar deg lage komplekse geometrier som ville være umulig å oppnå med tradisjonelle produksjonsmetoder. Dette betyr imidlertid også flere vannmuligheter for å komme inn i designet og skape problemer. For å sikre at 3D-modellen din er vanntett, må du ta noen ekstra trinn under designprosessen.
- Sørg for at alle kanaler og hulrom i designet er forseglet. Hvis det er områder der vann potensielt kan komme inn, legg til avløp eller andre funksjoner for å holde vannet ute.
- Hvis du finner lekkasjer i designet ditt, kan du fikse dem ved å legge til eller flytte hjørner til nettet er helt forseglet.
- En annen måte å forhindre lekkasjer på er å bruke et mesh med høyere oppløsning. Dette vil skape en jevnere overflate som er mindre sannsynlig å ha hull eller hull. Balanser oppløsningen til nettet med kompleksiteten til modellen. Hvis masken er for tett, vil det være utfordrende å redigere og bremse datamaskinen.
- Til slutt, vurder å bruke materialer som er naturlig motstandsdyktige mot vann, for eksempel visse typer plast eller metaller. Disse forholdsreglene kan bidra til å sikre at 3D-modellen din tåler vanneksponering.
2. Sjekk krymping og vridning
Midt i alt snakk om design for additiv produksjon, er det viktig å ikke miste av syne at etterbehandling fortsatt betyr noe. Et område som fortsatt trenger oppmerksomhet er krymping og vridning (se hvordan unngå deformering i 3D-utskrifter).
Tradisjonelle produksjonsmetoder styres av designfunksjoner som avfasninger og trekkvinkler. Men med additiv produksjon kan byggeorienteringen betydelig påvirke krymping og vridning. Som et resultat er det viktig å sjekke for disse defektene før du starter byggeprosessen. Ved å gjøre det kan du unngå overraskelser og sikre at delene dine oppfyller designspesifikasjonene.
3. Vurder overhengene
Når du designer for additiv produksjon, bør du huske på overhengene. Overheng oppstår når en del av designet henger over plass uten støtte. Dette kan være problematisk fordi materialet avsettes lag for lag under utskriftsprosessen. Ingenting under støtter materialet, som kan kollapse og ødelegge trykket.
Legg til støtte til designet for å gi stabilitet under utskrift. Alternativt kan vinkelen på overhenget justeres slik at det er mindre sannsynlighet for å kollapse. Så lenge du ikke overser dette området når du designer for additiv produksjon, kan du være sikker på å produsere utskrifter av høy kvalitet.
4. Vurder styrken til modellen
Når du designer for additiv produksjon, er det avgjørende å vurdere modellens styrke. I motsetning til tradisjonelle produksjonsmetoder, bygger AM deler lag for lag fra en pool av væske eller pulver. Som et resultat kan disse delene være svakere i visse retninger og mer utsatt for brudd.
For å sikre at AM-delen din er sterk nok til å tåle påkjenningene ved bruk, er det avgjørende å vurdere orienteringen under designprosessen. For eksempel, hvis du designer en del som vil oppleve høye stressnivåer i en bestemt retning, vurder å orientere lagene i delen slik at de løper vinkelrett på den retning.
Som et resultat må DfAM-ingeniører nøye vurdere styrken til materialene de bruker og utformingen av selve delen for å lage endelige funksjonelle produkter.
5. Sjekk oppløsningen
Når du designer komponenter for additiv produksjon, er det viktig å vurdere modellens oppløsning. Oppløsningen er en mindre funksjon som kan skrives ut nøyaktig, og den er begrenset av størrelsen på avsetningsdysen og lagtykkelsen. For eksempel vil en modell med en oppløsning på 0,1 mm ikke kunne skrive ut funksjoner som er mindre enn 0,1 mm.
Modeller med høyere oppløsning er dyrere å produsere, men de kan være avgjørende for utskrift av fine detaljer eller komplekse geometriske former. Når du velger en oppløsning for modellen din, er det avgjørende å balansere kostnad og nøyaktighet.
6. Tenk på flukthullene
Når du lager et objekt med flere deler som må festes, må designere vurdere at det vil være tomrom eller mellomrom mellom brikkene. Disse hulrommene kan forårsake problemer under utskrift, da de fanger luft og hindrer delen i å feste seg riktig til byggeplaten. En måte å løse dette problemet på er å inkludere rømningshull i designet.
Rømningshull er små åpninger som lar luft og overflødig materiale unnslippe under utskriftsprosessen, og forhindrer dermed innestengt luft i å forårsake problemer under utskriftsprosessen. Så å inkludere rømningshull i designet er avgjørende for alle som er interessert i å designe for additiv produksjon.
7. Unngå underskjæringer og skarpe hjørner
Design er kritisk i 3D-utskrift. En vanlig feil er å designe objekter med underskjæringer eller skarpe hjørner. Disse funksjonene kan se bra ut på en dataskjerm, men kan forårsake problemer under utskrift. Grunnen er det 3D-skrivere bygge objekter ett lag om gangen.
Hvis en gjenstand har et underskjæring, kan det hende at skriveren ikke er i stand til å legge ned materialet på riktig måte, noe som resulterer i en svak eller deformert del. Skarpe hjørner kan også forårsake problemer, da de er utsatt for å vri seg eller brekke under utskrift. Derfor er det bedre å forhindre underskjæringer og skarpe hjørner ved å velge design som du enkelt kan skrive ut uten problemer.
Test designet ditt før du sender det til skriveren
Nå som du vet hvordan du designer for additiv produksjon, er det viktig å teste designet før du sender det til 3D-skriveren. Dette vil tillate deg å vurdere hvordan designet fungerer i den additive produksjonsprosessen og identifisere potensielle problemer. Det er også en utmerket måte å få en ide om kostnadene forbundet med 3D-utskrift av produktet ditt.
Når du har testet designet og er fornøyd med resultatene, kan du sende det til skriveren. Med disse verdifulle tipsene i tankene kan du sikre at produktet ditt blir skrevet ut riktig og i henhold til dine spesifikasjoner.