Progettare per la produzione additiva può essere una sfida, ma è anche un processo divertente e gratificante. Questa guida discuterà suggerimenti e trucchi per aiutarti a creare design perfetti per la stampa 3D. Esamineremo anche alcuni vantaggi della produzione additiva e come cambia le operazioni di un'azienda.
Che cos'è la produzione additiva?
La produzione additiva è una tecnologia che costruisce oggetti aggiungendo successivamente materiale strato su strato fino a quando l'oggetto non viene creato. È più comunemente noto come Stampa 3D. La tecnologia AM esiste dagli anni '80.
All'inizio, era limitato in termini di materiali utilizzabili e tipo di oggetti che potevamo creare a causa dei limiti di dimensioni e forma del processo di stampa. Al giorno d'oggi, ce ne sono molti Tecnologie di stampa 3D, macchine e materiali disponibili, il che significa che ci sono pochissimi oggetti che non possono essere prodotti utilizzando questa tecnologia.
Vantaggi della produzione additiva rispetto ai processi di produzione tradizionali
La produzione additiva porta una serie di vantaggi. Loro includono:
- Tempi di consegna ridotti tra la progettazione e il prodotto finale.
- Maggiore libertà di progettazione.
- Maggiore precisione.
- Ridotto spreco di materiali.
- Flessibilità nella produzione: ad esempio, piccole serie o produzioni una tantum possono essere economicamente vantaggiose.
Questi fattori rendono la produzione additiva ideale per le piccole imprese e i mercati di nicchia in cui i processi di produzione classici non sarebbero praticabili. Inoltre, poiché un numero maggiore di prodotti è progettato pensando alla produzione additiva fin dall'inizio, vedremo probabilmente una riduzione del costo complessivo delle merci e un ulteriore aumento della libertà di progettazione.
Come progettare per la produzione additiva
Prima di iniziare a progettare per la produzione additiva, devi considerare alcune cose vitali. Diamo un'occhiata.
1. Assicurati che il modello 3D sia impermeabile
Uno dei vantaggi del design per la produzione additiva è che consente di creare geometrie complesse che sarebbero impossibili da ottenere con i metodi di produzione tradizionali. Tuttavia, questo significa anche più opportunità idriche per entrare nella progettazione e causare problemi. Per assicurarti che il tuo modello 3D sia impermeabile, dovrai eseguire alcuni passaggi aggiuntivi durante il processo di progettazione.
- Assicurarsi che tutti i canali e i vuoti nel progetto siano sigillati. Se ci sono aree in cui l'acqua potrebbe potenzialmente entrare, aggiungi scarichi o altre caratteristiche per aiutare a mantenere l'acqua fuori.
- Se trovi delle perdite nel tuo progetto, puoi risolverle aggiungendo o spostando i vertici fino a quando la mesh non è completamente sigillata.
- Un altro modo per prevenire le perdite è utilizzare una mesh a risoluzione più elevata. Questo creerà una superficie più liscia che ha meno probabilità di avere spazi vuoti o buchi. Bilancia la risoluzione della mesh con la complessità del modello. Se la mesh è troppo densa, sarà difficile modificare e rallentare il computer.
- Infine, considera l'utilizzo di materiali naturalmente resistenti all'acqua, come alcuni tipi di plastica o metalli. Queste precauzioni possono aiutare a garantire che il tuo modello 3D possa resistere all'esposizione all'acqua.
2. Controlla il restringimento e la deformazione
In mezzo a tutti i discorsi sul design per la produzione additiva, è importante non perdere di vista il fatto che la post-elaborazione è ancora importante. Un'area che necessita ancora di attenzione è il restringimento e la deformazione (vedi come evitare la deformazione nelle stampe 3D).
I metodi di produzione tradizionali sono controllati da caratteristiche di progettazione come smussi e angoli di sformo. Ma con la produzione additiva, l'orientamento della costruzione può influenzare in modo significativo il restringimento e la deformazione. Di conseguenza, è essenziale controllare questi difetti prima di iniziare il processo di costruzione. In questo modo si evitano sorprese e si garantisce che le parti soddisfino le specifiche di progettazione.
3. Considera gli strapiombi
Quando si progetta per la produzione additiva, è necessario tenere a mente le sporgenze. Le sporgenze si verificano quando una parte del progetto è sospesa nello spazio senza supporto. Questo può essere problematico perché il materiale viene depositato strato dopo strato durante il processo di stampa. Niente sotto sostiene il materiale, che può collassare e rovinare la stampa.
Aggiungi supporti al design per fornire stabilità durante la stampa. In alternativa, l'angolo dello sbalzo può essere regolato in modo che sia meno probabile che crolli. Finché non trascuri quest'area quando progetti per la produzione additiva, puoi essere certo di produrre stampe di alta qualità.
4. Considera la forza del modello
Quando si progetta per la produzione additiva, è fondamentale considerare la forza del modello. A differenza dei metodi di produzione tradizionali, AM costruisce le parti strato dopo strato da una pozza di liquido o polvere. Di conseguenza, queste parti possono essere più deboli in determinate direzioni e più soggette a rotture.
Per garantire che la parte AM sia sufficientemente robusta da resistere alle sollecitazioni dell'uso, è fondamentale considerare il suo orientamento durante il processo di progettazione. Ad esempio, se stai progettando una parte che subirà livelli di stress elevati in un particolare direzione, considerare di orientare gli strati della parte in modo che corrano perpendicolarmente a quella direzione.
Di conseguenza, gli ingegneri DfAM devono considerare attentamente la resistenza dei materiali che stanno utilizzando e il design della parte stessa per creare prodotti funzionali finali.
5. Controlla la risoluzione
Quando si progettano componenti per la produzione additiva, è essenziale considerare la risoluzione del modello. La risoluzione è una caratteristica minore che può essere stampata accuratamente ed è limitata dalle dimensioni dell'ugello di deposizione e dallo spessore dello strato. Ad esempio, un modello con una risoluzione di 0,1 mm non sarebbe in grado di stampare caratteristiche inferiori a 0,1 mm.
I modelli ad alta risoluzione sono più costosi da produrre, ma possono essere essenziali per stampare dettagli fini o forme geometriche complesse. Quando si sceglie una risoluzione per il proprio modello, è fondamentale bilanciare costi e precisione.
6. Considera i buchi di fuga
Quando si crea un oggetto con più parti che devono essere attaccate, i designer devono considerare che ci saranno dei vuoti o degli spazi tra i pezzi. Questi vuoti possono causare problemi durante la stampa, poiché intrappolano l'aria e impediscono alla parte di aderire correttamente al piano di stampa. Un modo per affrontare questo problema è includere i fori di fuga nel progetto.
I fori di fuga sono piccole aperture che consentono all'aria e al materiale in eccesso di fuoriuscire durante il processo di stampa, impedendo così all'aria intrappolata di causare problemi durante il processo di stampa. Quindi, includere i buchi di fuga nel design è fondamentale per chiunque sia interessato alla progettazione per la produzione additiva.
7. Evita sottosquadri e spigoli vivi
Il design è fondamentale nella stampa 3D. Un errore comune è progettare oggetti con sottosquadri o spigoli vivi. Queste funzioni possono essere visualizzate correttamente sullo schermo di un computer, ma possono causare problemi durante la stampa. Il motivo è quello Stampanti 3D costruire oggetti uno strato alla volta.
Se un oggetto presenta un sottosquadro, la stampante potrebbe non essere in grado di deporre correttamente il materiale, risultando in una parte debole o deformata. Anche gli angoli acuti possono causare problemi, poiché tendono a deformarsi o rompersi durante la stampa. Pertanto, è meglio prevenire sottosquadri e spigoli vivi optando per disegni che puoi stampare facilmente senza problemi.
Testa il tuo progetto prima di inviarlo alla stampante
Ora che sai come progettare per la produzione additiva, è importante testare il tuo progetto prima di inviarlo alla tua stampante 3D. Ciò ti consentirà di valutare come funziona il design nel processo di produzione additiva e identificare potenziali problemi. È anche un ottimo modo per avere un'idea dei costi coinvolti nella stampa 3D del tuo prodotto.
Una volta che hai testato il tuo design e sei soddisfatto dei risultati, puoi inviarlo alla stampante. Con questi preziosi suggerimenti in mente, puoi assicurarti che il tuo prodotto venga stampato correttamente e secondo le tue specifiche.