Slimme ontwerpprincipes toepassen om de voordelen van additive manufacturing te vergroten

Hoewel het mogelijk is om additieve fabricage te gebruiken om een ​​bestaand onderdeel te repliceren dat met traditionele methoden is geproduceerd, is het niet het beste gebruik van additieve fabricage. Om de prestaties, kostenbesparingen en materiaalgebruik van een onderdeel te maximaliseren, is het het beste om het vanaf het begin te ontwerpen met de unieke mogelijkheden en beperkingen van additieven in gedachten. Of, met andere woorden, u moet uw product maken volgens de principes van ontwerp voor additieve fabricage (DFAM).

DFAM is gebaseerd op hetzelfde idee als ontwerp voor maakbaarheid (DFM) — waarbij procesplanning en productontwikkeling worden geïntegreerd. Maar in plaats van een product te optimaliseren voor urethaangieten of spuitgieten, optimaliseert DFAM een product voor productiekwaliteit met additieve technologieën door concurrerende factoren te analyseren om het meest efficiënte ontwerp te ontwikkelen.

Additieve productie is niet zo eenvoudig als printen, vooral wanneer DFAM-principes worden gebruikt om een ​​onderdeel te ontwerpen voor industriële kwaliteit en tegelijkertijd de productiekosten te minimaliseren. Maar de resulterende onderdelen voldoen aan de prestaties van traditioneel vervaardigde onderdelen, terwijl de doorlooptijden worden verkort, gereedschapskosten worden geëlimineerd en de ontwerpflexibiliteit wordt gemaximaliseerd. Door gebruik te maken van DFAM-richtlijnen vroeg in het productontwikkelingsproces kunnen productontwerpteams hun ontwerpen optimaliseren om de waarde van additive manufacturing te benutten.

Hier zijn enkele algemene principes van DFAM waarmee u rekening moet houden bij de overstap van additive manufacturing voor prototyping naar additive manufacturing voor productie:

Minimaliseer overhangen en verminder de afhankelijkheid van steunen

Elk opeenvolgend segment van uw onderdeel terwijl het wordt afgedrukt (bijvoorbeeld in FDM, DMLS, enz.) vertrouwt op de onderliggende lagen voor ondersteuning. Grote uitsteeksels, openingen en andere kenmerken kunnen tijdens de bouw extra ondersteuning nodig hebben om kromtrekken te voorkomen en ervoor te zorgen dat het product zijn prestatietoleranties bereikt. Onderdelen die zijn ontworpen met de DFAM-principes in gedachten, zijn zelfvoorzienend, waardoor de behoefte aan ondersteunende functies die kosten kunnen verhogen tot een minimum wordt beperkt. materiaalafval en extra nabewerkingsbehoeften. En als er steunen nodig zijn, zou een kostenbesparende overweging kunnen zijn om het onderdeel zo te oriënteren dat steunen worden geplaatst in gebieden die niet naar de gebruiker gericht zijn, waar markeringen acceptabel zijn. Dit vermindert de benodigde schuur- en afwerktijd bij de nabewerking.

Gedeeltelijke oriëntatie

Hoewel additief vervaardigde onderdelen in veel richtingen kunnen worden gebouwd, kan de hoek waaronder een element wordt gebouwd de toleranties beïnvloeden. En omdat functies slechts zo sterk kunnen afwijken van de specificaties dat ze de tolerantielimieten beïnvloeden, is het belangrijk om vroeg in het ontwerpproces een reeks mogelijke oriëntaties te overwegen. Op die manier kunt u bepalen welke richting het meest geschikt is om uw onderdeel te produceren.

Consolideer meerdelige assemblages

Het is moeilijk om complexe vormen te produceren met traditionele productie, waardoor het nodig kan zijn om sommige producten als meerdelige assemblages te maken. Als u uw product overschakelt van traditionele naar additieve productie, kan het vaak worden geconsolideerd in minder onderdelen om de montagekosten aanzienlijk te verlagen. Toen Steelcase bijvoorbeeld een armkap ontwierp die werd gebruikt voor additive manufacturing, hebben we een driedelig geheel omgevormd tot één ononderbroken onderdeel met meerdere functionele zones

Gebruikmakend van generatief ontwerp om uw onderdeel te optimaliseren

De unieke geometrieën die mogelijk zijn door additieve processen stellen productontwerpers in staat om generatieve ontwerptools (bijv. topologie-optimalisatie of roosterstructuren) te gebruiken om de structuur van uw onderdeel te optimaliseren op basis van honderden variabelen. En omdat u met roosters de sterkte en materiaaldichtheid in verschillende regio's van een onderdeel nauwkeurig kunt afstemmen, kan een aangrenzend onderdeel in verschillende regio's aan verschillende prestatie-eisen voldoen.

De belangrijkste overweging bij het ontwerpen van additieve fabricage

Geen van deze richtlijnen heeft betrekking op een van de grootste obstakels voor de overgang naar additive manufacturing van productiekwaliteit:een lacune in de vaardigheden van productontwerp voor additive manufacturing. Vanwege deze kloof is de belangrijkste ontwerprichtlijn om uzelf aan het begin van elk DFAM-project af te stemmen op experts op het gebied van productontwerp voor additieve fabricage. Zij zullen ontwerpaanpassingen aanbevelen die de kosten en prestaties van uw product optimaliseren. En ze zullen begrijpen hoe ze de efficiëntie op supply chain-niveau kunnen verhogen door middel van on-demand productie en virtuele warehousing. Hoe eerder u deskundige AM-ontwerp- en technische ondersteuning inschakelt, hoe groter de voordelen die u kunt behalen met uw overstap naar additief.

Geïnteresseerd in meer informatie? Zorg ervoor dat je ons artikel leest over hoe je verder kunt gaan dan prototyping, en pleit voor additief. Bij Fast Radius werken we samen met bedrijven in verschillende sectoren om elk onderdeel of product te ontdekken, ontwerpen en ontwikkelen met behulp van additieve productietechnologieën. Ontdek hoe ons ervaren ontwerpteam voor additieve fabricage met u kan samenwerken om onderdelen van productiekwaliteit te ontwerpen en te leveren die nauwkeurig zijn afgestemd op uw prestatie- en ontwerpvereisten. We hebben miljoenenbedrijven geholpen om waarde te creëren met additive manufacturing en kunnen u ook helpen met uw toepassing. Neem vandaag nog contact met ons op.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?