At designe til additiv fremstilling kan være en udfordring, men det er også en sjov og givende proces. Denne guide vil diskutere tips og tricks til at hjælpe dig med at skabe design, der er perfekt til 3D-print. Vi vil også se på nogle fordele ved additiv fremstilling, og hvordan det ændrer en virksomheds drift.
Hvad er additiv fremstilling?
Additiv fremstilling er en teknologi, der bygger objekter ved successivt at tilføje materiale lag-på-lag, indtil objektet er skabt. Det er mere almindeligt kendt som 3D print. AM-teknologi har eksisteret siden 1980'erne.
I de tidlige dage var det begrænset med hensyn til brugbare materialer og den type genstande, vi kunne skabe på grund af størrelsen og formbegrænsningerne af trykprocessen. I dag er der flere 3D-printteknologier, maskiner og tilgængelige materialer, hvilket betyder, at der er meget få genstande, der ikke kan fremstilles ved hjælp af denne teknologi.
Fordele ved additiv fremstilling frem for traditionelle fremstillingsprocesser
Additiv fremstilling giver en række fordele. De omfatter:
- Reduceret gennemløbstid mellem design og det endelige produkt.
- Øget designfrihed.
- Øget nøjagtighed.
- Reduceret spild af materialer.
- Fleksibilitet i produktionen – for eksempel små-batch- eller engangsproduktion kan være økonomisk rentabel.
Disse faktorer gør additiv fremstilling ideel til små virksomheder og nichemarkeder, hvor klassiske fremstillingsprocesser ikke ville være levedygtige. Da flere produkter er designet med additiv fremstilling i tankerne fra starten, vil vi sandsynligvis se en reduktion i de samlede vareomkostninger og en yderligere stigning i designfrihed.
Sådan designes til additiv fremstilling
Før du begynder at designe til additiv fremstilling, skal du overveje nogle vigtige ting. Lad os se.
1. Sørg for, at 3D-modellen er vandtæt
En af fordelene ved design til additiv fremstilling er, at det giver dig mulighed for at skabe komplekse geometrier, som ville være umulige at opnå med traditionelle fremstillingsmetoder. Det betyder dog også flere vandmuligheder for at komme ind i designet og give problemer. For at sikre, at din 3D-model er vandtæt, skal du tage et par ekstra trin under designprocessen.
- Sørg for, at alle kanaler og hulrum i designet er forseglet. Hvis der er områder, hvor vand potentielt kan trænge ind, skal du tilføje afløb eller andre funktioner for at holde vandet ude.
- Hvis du finder utætheder i dit design, kan du rette dem ved at tilføje eller flytte hjørner, indtil nettet er helt forseglet.
- En anden måde at forhindre lækager på er at bruge et mesh med højere opløsning. Dette vil skabe en glattere overflade, der er mindre tilbøjelige til at have huller eller huller. Balancer opløsningen af nettet med modellens kompleksitet. Hvis masken er for tæt, vil det være en udfordring at redigere og gøre din computer langsommere.
- Overvej endelig at bruge materialer, der er naturligt modstandsdygtige over for vand, såsom visse typer plast eller metaller. Disse forholdsregler kan hjælpe med at sikre, at din 3D-model kan modstå vandeksponering.
2. Tjek krympning og vridning
Midt i al snak om design til additiv fremstilling er det vigtigt ikke at glemme, at efterbehandling stadig betyder noget. Et område, der stadig kræver opmærksomhed, er krympning og vridning (se hvordan man undgår vridning i 3D-print).
Traditionelle fremstillingsmetoder styres af designfunktioner såsom affasninger og trækvinkler. Men med additiv fremstilling kan byggeorienteringen markant påvirke krympning og vridning. Som et resultat er det vigtigt at kontrollere for disse defekter, før du starter byggeprocessen. Hvis du gør det, kan du undgå overraskelser og sikre, at dine dele opfylder designspecifikationerne.
3. Overvej overhængene
Når du designer til additiv fremstilling, bør du huske på udhængene. Udhæng opstår, når en del af designet hænger over rummet uden støtte. Dette kan være problematisk, fordi materialet aflejres lag for lag under trykprocessen. Intet nedenunder understøtter materialet, som kan kollapse og ødelægge printet.
Tilføj understøtninger til designet for at give stabilitet under udskrivning. Alternativt kan udhængets vinkel justeres, så det er mindre sandsynligt, at det falder sammen. Så længe du ikke overser dette område, når du designer til additiv fremstilling, kan du være sikker på at producere print i høj kvalitet.
4. Overvej modellens styrke
Når man designer til additiv fremstilling, er det afgørende at overveje modellens styrke. I modsætning til traditionelle fremstillingsmetoder bygger AM dele lag for lag ud fra en pool af væske eller pulver. Som følge heraf kan disse dele være svagere i visse retninger og mere modtagelige for brud.
For at sikre, at din AM-del er stærk nok til at modstå brugens belastninger, er det afgørende at overveje dens orientering under designprocessen. For eksempel, hvis du designer en del, der vil opleve høje stressniveauer i én bestemt retning, overvej at orientere delens lag, så de løber vinkelret på den retning.
Som følge heraf skal DfAM-ingeniører nøje overveje styrken af de materialer, de bruger, og designet af selve delen for at skabe endelige funktionelle produkter.
5. Tjek opløsningen
Når man designer komponenter til additiv fremstilling, er det vigtigt at overveje modellens opløsning. Opløsningen er en mindre funktion, der kan udskrives nøjagtigt, og den er begrænset af størrelsen på aflejringsdysen og lagtykkelsen. For eksempel vil en model med en opløsning på 0,1 mm ikke være i stand til at udskrive funktioner, der er mindre end 0,1 mm.
Modeller med højere opløsning er dyrere at producere, men de kan være essentielle til udskrivning af fine detaljer eller komplekse geometriske former. Når du vælger en opløsning til din model, er det afgørende at balancere omkostninger og nøjagtighed.
6. Overvej flugthullerne
Når du opretter et objekt med flere dele, der skal fastgøres, skal designere overveje, at der vil være hulrum eller mellemrum mellem stykkerne. Disse hulrum kan forårsage problemer under udskrivning, da de fanger luft og forhindrer delen i at klæbe korrekt til byggepladen. En måde at løse dette problem på er at inkludere flugthuller i designet.
Flugthuller er små åbninger, der tillader luft og overskydende materiale at undslippe under udskrivningsprocessen og derved forhindre indespærret luft i at forårsage problemer under udskrivningsprocessen. Så at inkludere flugthuller i designet er afgørende for alle, der er interesseret i at designe til additiv fremstilling.
7. Undgå underskæringer og skarpe hjørner
Design er afgørende i 3D-print. En almindelig fejl er at designe genstande med underskæringer eller skarpe hjørner. Disse funktioner ser måske fine ud på en computerskærm, men kan forårsage problemer under udskrivning. Årsagen er det 3D printere bygge objekter et lag ad gangen.
Hvis en genstand har et underskæring, kan printeren muligvis ikke lægge materialet ordentligt ned, hvilket resulterer i en svag eller deformeret del. Skarpe hjørner kan også give problemer, da de er tilbøjelige til at vride sig eller gå i stykker under udskrivning. Derfor er det bedre at forhindre underskæringer og skarpe hjørner ved at vælge design, som du nemt kan printe uden problemer.
Test dit design, før du sender det til printeren
Nu hvor du ved, hvordan du designer til additiv fremstilling, er det vigtigt at teste dit design, før du sender det til din 3D-printer. Dette giver dig mulighed for at vurdere, hvordan designet fungerer i den additive fremstillingsproces og identificere potentielle problemer. Det er også en glimrende måde at få en idé om omkostningerne ved 3D-print af dit produkt.
Når du har testet dit design og er tilfreds med resultaterne, kan du sende det til printeren. Med disse værdifulde tips i tankerne kan du sikre dig, at dit produkt bliver udskrevet korrekt og til dine specifikationer.
