Das Entwerfen für die additive Fertigung kann eine Herausforderung sein, aber es ist auch ein unterhaltsamer und lohnender Prozess. In diesem Leitfaden werden Tipps und Tricks erläutert, mit denen Sie Designs erstellen können, die perfekt für den 3D-Druck geeignet sind. Wir werden uns auch einige Vorteile der additiven Fertigung ansehen und wie sie den Betrieb eines Unternehmens verändert.

Was ist additive Fertigung?

Die additive Fertigung ist eine Technologie, bei der Objekte durch sukzessives Hinzufügen von Material Schicht für Schicht aufgebaut werden, bis das Objekt erstellt ist. Es ist allgemein bekannt als 3d Drucken. AM-Technologie gibt es seit den 1980er Jahren.

In den frühen Tagen war es aufgrund der Größen- und Formbeschränkungen des Druckverfahrens in Bezug auf verwendbare Materialien und die Art der Objekte, die wir erstellen konnten, begrenzt. Heutzutage gibt es mehrere 3D-Drucktechnologien, Maschinen und Materialien zur Verfügung, so dass es nur sehr wenige Objekte gibt, die nicht mit dieser Technologie hergestellt werden können.

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Vorteile der additiven Fertigung gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren

Die additive Fertigung bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Sie beinhalten:

  • Reduzierte Vorlaufzeit zwischen Design und Endprodukt.
  • Erhöhte Gestaltungsfreiheit.
  • Erhöhte Genauigkeit.
  • Reduzierte Materialverschwendung.
  • Flexibilität in der Produktion – zum Beispiel können Kleinserien oder Einzelanfertigungen wirtschaftlich rentabel sein.

Diese Faktoren machen die additive Fertigung ideal für kleine Unternehmen und Nischenmärkte, in denen klassische Fertigungsverfahren nicht realisierbar wären. Da mehr Produkte von Anfang an mit Blick auf die additive Fertigung entwickelt werden, werden wir außerdem wahrscheinlich eine Reduzierung der Gesamtkosten der Waren und eine weitere Zunahme der Designfreiheit sehen.

So konstruieren Sie für die additive Fertigung

Bevor Sie mit der Konstruktion für die additive Fertigung beginnen, müssen Sie einige wichtige Dinge berücksichtigen. Lass uns einen Blick darauf werfen.

1. Stellen Sie sicher, dass das 3D-Modell wasserdicht ist

Bildnachweis: XYZAidan/Youtube

Einer der Vorteile des Designs für die additive Fertigung besteht darin, dass Sie damit komplexe Geometrien erstellen können, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht zu erreichen wären. Dies bedeutet jedoch auch mehr Wassermöglichkeiten, in das Design einzudringen und Probleme zu verursachen. Um sicherzustellen, dass Ihr 3D-Modell wasserdicht ist, müssen Sie während des Designprozesses einige zusätzliche Schritte ausführen.

  • Stellen Sie sicher, dass alle Kanäle und Hohlräume im Design versiegelt sind. Wenn es Bereiche gibt, in die möglicherweise Wasser eindringen könnte, fügen Sie Abflüsse oder andere Merkmale hinzu, um das Wasser fernzuhalten.
  • Wenn Sie Lecks in Ihrem Design finden, können Sie diese beheben, indem Sie Scheitelpunkte hinzufügen oder verschieben, bis das Netz vollständig versiegelt ist.
  • Eine andere Möglichkeit, Lecks zu vermeiden, ist die Verwendung eines Netzes mit höherer Auflösung. Dadurch entsteht eine glattere Oberfläche, die weniger wahrscheinlich Lücken oder Löcher aufweist. Gleichen Sie die Auflösung des Netzes mit der Komplexität des Modells ab. Wenn das Netz zu dicht ist, wird es schwierig, Ihren Computer zu bearbeiten und zu verlangsamen.
  • Ziehen Sie schließlich die Verwendung von Materialien in Betracht, die von Natur aus wasserbeständig sind, wie z. B. bestimmte Arten von Kunststoffen oder Metallen. Diese Vorsichtsmaßnahmen können dazu beitragen, dass Ihr 3D-Modell Wasser standhalten kann.

2. Überprüfen Sie Schrumpfung und Verzug

Bildnachweis: CNC-Küche /Youtube

Bei all dem Gerede über Design für die additive Fertigung ist es wichtig, nicht die Tatsache aus den Augen zu verlieren, dass die Nachbearbeitung immer noch wichtig ist. Ein Bereich, der noch Aufmerksamkeit erfordert, ist das Schrumpfen und Verziehen (siehe wie man Verwerfungen in 3D-Drucken vermeidet).

Herkömmliche Fertigungsmethoden werden durch Konstruktionsmerkmale wie Fasen und Formschrägen gesteuert. Aber bei der additiven Fertigung kann die Aufbauorientierung das Schrumpfen und Verziehen erheblich beeinflussen. Daher ist es wichtig, diese Fehler vor Beginn des Bauprozesses zu überprüfen. Dadurch können Überraschungen vermieden und sichergestellt werden, dass Ihre Teile den Konstruktionsspezifikationen entsprechen.

3. Betrachten Sie die Überhänge

Beim Entwerfen für die additive Fertigung sollten Sie die Überhänge im Auge behalten. Überhänge treten auf, wenn ein Teil des Designs ohne Unterstützung über dem Raum hängt. Dies kann problematisch sein, da das Material während des Druckvorgangs Schicht für Schicht aufgetragen wird. Nichts darunter stützt das Material, das zusammenbrechen und den Druck ruinieren kann.

Fügen Sie dem Design Stützen hinzu, um Stabilität während des Druckens zu gewährleisten. Alternativ kann der Winkel des Überhangs so eingestellt werden, dass er weniger wahrscheinlich zusammenbricht. Solange Sie diesen Bereich beim Design für die additive Fertigung nicht übersehen, können Sie sicher sein, qualitativ hochwertige Drucke zu produzieren.

4. Betrachten Sie die Stärke des Modells

Beim Entwerfen für die additive Fertigung ist es entscheidend, die Stärke des Modells zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellungsmethoden baut AM Teile Schicht für Schicht aus einem Flüssigkeits- oder Pulverbad auf. Dadurch können diese Teile in bestimmten Richtungen schwächer und bruchanfälliger sein.

Um sicherzustellen, dass Ihr AM-Teil stark genug ist, um den Gebrauchsbelastungen standzuhalten, ist es entscheidend, seine Ausrichtung während des Designprozesses zu berücksichtigen. Zum Beispiel, wenn Sie ein Teil entwerfen, das in einem bestimmten Bereich hohen Belastungen ausgesetzt ist Richtung, erwägen Sie, die Schichten des Teils so auszurichten, dass sie senkrecht dazu verlaufen Richtung.

Aus diesem Grund müssen DfAM-Ingenieure die Festigkeit der von ihnen verwendeten Materialien und das Design des Teils selbst sorgfältig prüfen, um funktionale Endprodukte zu erstellen.

5. Überprüfen Sie die Auflösung

Bei der Konstruktion von Bauteilen für die additive Fertigung ist es wichtig, die Auflösung des Modells zu berücksichtigen. Die Auflösung ist ein untergeordnetes Merkmal, das genau gedruckt werden kann, und wird durch die Größe der Abscheidungsdüse und die Schichtdicke begrenzt. Beispielsweise wäre ein Modell mit einer Auflösung von 0,1 mm nicht in der Lage, Merkmale zu drucken, die kleiner als 0,1 mm sind.

Modelle mit höherer Auflösung sind teurer in der Herstellung, können jedoch für den Druck feiner Details oder komplexer geometrischer Formen unerlässlich sein. Bei der Auswahl einer Auflösung für Ihr Modell ist es entscheidend, Kosten und Genauigkeit in Einklang zu bringen.

6. Betrachten Sie die Fluchtlöcher

Beim Erstellen eines Objekts mit mehreren Teilen, die verbunden werden müssen, müssen Designer berücksichtigen, dass zwischen den Teilen Hohlräume oder Zwischenräume entstehen. Diese Hohlräume können beim Drucken Probleme verursachen, da sie Luft einschließen und verhindern, dass das Teil richtig mit der Bauplatte verbunden wird. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, Fluchtlöcher in das Design aufzunehmen.

Austrittslöcher sind kleine Öffnungen, die das Entweichen von Luft und überschüssigem Material während des Druckvorgangs ermöglichen und dadurch verhindern, dass eingeschlossene Luft Probleme während des Druckvorgangs verursacht. Daher ist die Einbeziehung von Austrittslöchern in das Design von entscheidender Bedeutung für alle, die an der Konstruktion für die additive Fertigung interessiert sind.

7. Vermeiden Sie Hinterschneidungen und scharfe Ecken

Design ist beim 3D-Druck entscheidend. Ein häufiger Fehler besteht darin, Objekte mit Hinterschneidungen oder scharfen Ecken zu entwerfen. Diese Funktionen sehen auf einem Computerbildschirm möglicherweise gut aus, können jedoch beim Drucken zu Problemen führen. Der Grund ist, dass 3D-Drucker Erstellen Sie Objekte Schicht für Schicht.

Wenn ein Objekt eine Unterschneidung aufweist, kann der Drucker das Material möglicherweise nicht richtig auflegen, was zu einem schwachen oder verformten Teil führt. Scharfe Ecken können ebenfalls Probleme verursachen, da sie beim Drucken leicht verziehen oder brechen. Daher ist es besser, Unterschnitte und scharfe Ecken zu vermeiden, indem Sie sich für Designs entscheiden, die Sie problemlos drucken können.

Testen Sie Ihr Design, bevor Sie es an den Drucker senden

Jetzt, da Sie wissen, wie Sie für die additive Fertigung entwerfen, ist es wichtig, Ihr Design zu testen, bevor Sie es an Ihren 3D-Drucker senden. Auf diese Weise können Sie beurteilen, wie das Design im additiven Fertigungsprozess funktioniert, und potenzielle Probleme identifizieren. Es ist auch eine hervorragende Möglichkeit, sich ein Bild von den Kosten zu machen, die mit dem 3D-Druck Ihres Produkts verbunden sind.

Sobald Sie Ihr Design getestet haben und mit den Ergebnissen zufrieden sind, können Sie es an den Drucker senden. Mit diesen wertvollen Tipps können Sie sicherstellen, dass Ihr Produkt korrekt und nach Ihren Vorgaben gedruckt wird.