Lisandite tootmiseks kavandamine võib olla väljakutse, kuid see on ka lõbus ja rahuldust pakkuv protsess. Selles juhendis käsitletakse näpunäiteid ja nippe, mis aitavad teil luua 3D-printimiseks ideaalseid kujundusi. Vaatame ka mõningaid lisandite tootmise eeliseid ja seda, kuidas see muudab ettevõtte tegevust.
Mis on lisaainete tootmine?
Lisatootmine on tehnoloogia, mis ehitab objekte, lisades järjestikku materjali kiht-kihilt kuni objekti loomiseni. Seda tuntakse rohkem kui 3D printimine. AM-tehnoloogia on eksisteerinud alates 1980. aastatest.
Algusaegadel oli trükiprotsessi suuruse ja kuju piirangute tõttu piiratud kasutatavate materjalide ja objektide tüübiga, mida saime luua. Tänapäeval on neid mitu 3D-printimise tehnoloogiad, masinad ja materjalid, mis tähendab, et on väga vähe objekte, mida ei saa selle tehnoloogiaga valmistada.
Lisandite valmistamise eelised võrreldes traditsiooniliste tootmisprotsessidega
Lisandite tootmine toob kaasa hulgaliselt eeliseid. Nad sisaldavad:
- Vähendatud teostusaeg disaini ja lõpptoote vahel.
- Suurenenud disainivabadus.
- Suurenenud täpsus.
- Vähendatud materjalide raiskamine.
- Tootmise paindlikkus – näiteks väikeste partiide või ühekordsed tootmistsüklid võivad olla majanduslikult tasuvad.
Need tegurid muudavad lisandite tootmise ideaalseks väikeettevõtetele ja nišiturgudele, kus klassikalised tootmisprotsessid ei oleks elujõulised. Lisaks, kuna rohkem tooteid on algusest peale kavandatud lisaainete tootmist silmas pidades, näeme tõenäoliselt kaupade üldhinna vähenemist ja disainivabaduse edasist suurenemist.
Kuidas kujundada lisaainete tootmiseks
Enne lisandite tootmise projekteerimise alustamist peate arvestama mõne olulise asjaga. Heidame pilgu peale.
1. Veenduge, et 3D-mudel on veekindel
Disaini üks eeliseid lisaainete tootmisel on see, et see võimaldab luua keerulisi geomeetriaid, mida traditsiooniliste tootmismeetoditega oleks võimatu saavutada. See aga tähendab ka rohkem veevõimalusi projekteerimisse sattumiseks ja probleemide tekitamiseks. Et teie 3D-mudel oleks veekindel, peate projekteerimise käigus tegema mõned lisatoimingud.
- Veenduge, et kõik konstruktsioonis olevad kanalid ja tühimikud oleksid suletud. Kui on piirkondi, kuhu vesi võib sattuda, lisage äravoolutorud või muud funktsioonid, mis aitavad vett väljas hoida.
- Kui leiate oma kujunduses lekkeid, saate need parandada, lisades või liigutades tippe, kuni võrk on täielikult suletud.
- Teine viis lekete vältimiseks on kasutada kõrgema eraldusvõimega võrku. See loob siledama pinna, millel on vähem lünki või auke. Tasakaalustage võrgusilma eraldusvõimet mudeli keerukusega. Kui võrk on liiga tihe, on arvuti redigeerimine ja aeglustamine keeruline.
- Lõpuks kaaluge looduslikult veekindlate materjalide, näiteks teatud tüüpi plastide või metallide kasutamist. Need ettevaatusabinõud aitavad tagada, et teie 3D-mudel talub kokkupuudet veega.
2. Kontrollige kokkutõmbumist ja kõverdumist
Kõikide lisandite tootmise disainist räägitavate juttude keskel on oluline mitte unustada tõsiasja, et järeltöötlus on endiselt oluline. Üks valdkond, mis vajab veel tähelepanu, on kokkutõmbumine ja kõverdumine (vt kuidas vältida 3D-printide kõverdumist).
Traditsioonilisi tootmismeetodeid kontrollivad sellised disainifunktsioonid nagu faasid ja tõmbenurgad. Kuid lisandite valmistamisel võib konstruktsiooni suund oluliselt mõjutada kokkutõmbumist ja kõverdumist. Seetõttu on nende defektide kontrollimine enne ehitusprotsessi alustamist hädavajalik. Nii saate vältida üllatusi ja tagada, et teie osad vastavad projekteerimisnõuetele.
3. Mõelge üleulatustele
Lisandite tootmiseks projekteerimisel peaksite silmas pidama üleulatuvaid osi. Üleulatuvad osad tekivad siis, kui osa disainist ripub ruumi kohal ilma toetuseta. See võib olla problemaatiline, kuna materjal ladestatakse trükkimise ajal kiht-kihilt. Miski selle all ei toeta materjali, mis võib kokku kukkuda ja trükist rikkuda.
Lisage kujundusele toed, et tagada printimise ajal stabiilsus. Teise võimalusena saab üleulatuse nurka reguleerida nii, et see ei varise kokku. Kui te ei jäta seda valdkonda lisatootmise kavandamisel kahe silma vahele, võite olla kindel, et toodate kvaliteetseid väljatrükke.
4. Mõelge mudeli tugevusele
Lisandite tootmiseks projekteerimisel on ülioluline arvestada mudeli tugevust. Erinevalt traditsioonilistest tootmismeetoditest koostab AM osad kiht-kihi haaval vedeliku või pulbri kogumist. Seetõttu võivad need osad olla teatud suundades nõrgemad ja vastuvõtlikumad purunemisele.
Tagamaks, et teie AM-osa on piisavalt tugev, et taluda kasutuspingeid, on oluline arvestada selle orientatsiooni projekteerimisprotsessi ajal. Näiteks kui projekteerite osa, mis kogeb ühes konkreetses osas kõrget stressitaset suunas, kaaluge detaili kihtide suunamist nii, et need kulgeksid sellega risti suunas.
Seetõttu peavad DfAM-i insenerid hoolikalt kaaluma kasutatavate materjalide tugevust ja detaili enda disaini, et luua funktsionaalsed lõpptooted.
5. Kontrollige eraldusvõimet
Lisatootmise komponentide kavandamisel on oluline arvestada mudeli eraldusvõimega. Eraldusvõime on väike funktsioon, mida saab täpselt printida ja seda piiravad sadestusdüüsi suurus ja kihi paksus. Näiteks 0,1 mm eraldusvõimega mudel ei suuda printida väiksemaid funktsioone kui 0,1 mm.
Kõrgema eraldusvõimega mudelite tootmine on kallim, kuid need võivad olla olulised peente detailide või keerukate geomeetriliste kujundite printimisel. Mudeli eraldusvõime valimisel on oluline tasakaalustada kulusid ja täpsust.
6. Mõelge põgenemisaukudele
Mitme kinnitatava osaga objekti loomisel peavad disainerid arvestama, et tükkide vahel on tühimikud või tühikud. Need tühimikud võivad printimise ajal probleeme tekitada, kuna hoiavad õhku kinni ja takistavad detaili korrektset kleepumist alusplaadiga. Üks võimalus selle probleemi lahendamiseks on lisada kujundusse evakuatsiooniavasid.
Evakuatsiooniavad on väikesed avad, mis võimaldavad õhul ja liigsel materjalil printimise ajal välja pääseda, vältides sellega kinnijäänud õhu tekitamist printimisprotsessi ajal. Seega on evakuatsiooniavade lisamine konstruktsiooni ülioluline kõigile, kes on huvitatud lisandite tootmiseks mõeldud projekteerimisest.
7. Vältige allalõikeid ja teravaid nurki
Disain on 3D-printimisel kriitilise tähtsusega. Üks levinud viga on alalõike või teravate nurkadega objektide kujundamine. Need funktsioonid võivad arvutiekraanil hea välja näha, kuid võivad printimise ajal probleeme tekitada. Põhjus on selles 3D-printerid ehitada objekte üks kiht korraga.
Kui esemel on sisselõige, ei pruugi printer olla võimeline materjali korralikult maha panema, mille tulemuseks on nõrk või deformeerunud osa. Probleeme võivad põhjustada ka teravad nurgad, kuna need võivad printimise ajal kõverduda või puruneda. Seetõttu on parem vältida sisselõigete ja teravate nurkade tekkimist, valides kujundused, mida saate hõlpsalt probleemideta printida.
Testige oma disaini enne selle printerile saatmist
Nüüd, kui teate, kuidas projekteerida lisaainete tootmiseks, on oluline oma disaini enne 3D-printerile saatmist testida. See võimaldab teil hinnata, kuidas disain toimib lisandite tootmisprotsessis, ja tuvastada võimalikud probleemid. See on ka suurepärane viis saada aimu oma toote 3D-printimisega kaasnevatest kuludest.
Kui olete oma disaini testinud ja tulemustega rahul, saate selle printerisse saata. Neid väärtuslikke näpunäiteid silmas pidades saate tagada, et teie toode prinditakse õigesti ja vastavalt teie spetsifikatsioonidele.
