Wat u moet weten over het vervaardigen van onderdelen met complexe geometrieën

In de wereld van productie verwijst "complexe geometrieën" naar onderdelen met driedimensionale ontwerpen met kenmerken zoals ondersnijdingen, holle ruimtes of ingewikkelde interne structuren. Complexe geometrieën kunnen rondere, meer organische structuren weerspiegelen, waardoor ze in het verleden extreem moeilijk of duur waren om te maken met behulp van traditionele productiemethoden zoals gieten, CNC-frezen of CNC-draaien, die allemaal afhankelijk zijn van rechte gereedschappen om materiaal te verwijderen.

De oplossing was om onderdelen te maken met meerdere componenten die, eenmaal vervaardigd, aan elkaar worden bevestigd. Deze extra stappen in het productieproces kunnen de productiekosten snel opdrijven, evenals de kosten per onderdeel wanneer het op de markt komt.

Additieve fabricageprocessen blijken echter veel effectievere middelen te zijn om geometrisch complexe onderdelen te creëren. Dit komt omdat additieve fabricagemethoden stukken creëren door materiaal laag voor laag toe te voegen, waardoor ingenieurs en ontwerpers onderdelen met ingewikkelde geometrieën - zelfs die met open binnenruimten - als één stuk kunnen produceren.

Verliezen van kosten, tijd en middelen verminderen door additief

Omdat met additieve processen onderdelen helemaal opnieuw worden gemaakt met materialen in een constitutieve staat, zoals een vloeistof of poeder, in plaats van uit een blok materiaal, kunnen onderdelen met complexe geometrieën met verhoogde efficiëntie worden gemaakt, vaak in een enkele bewerking.

Als zodanig vertrouwen een aantal markten nu op additive manufacturing om geometrisch complexe onderdelen te produceren. De FAA keurde in 2015 het eerste 3D-geprinte onderdeel goed voor commercieel gebruik in straalmotoren. het onderdeel terwijl het ook het totale gewicht vermindert.

Bepaalde medische implantaten en apparaten kunnen ook efficiënter en kosteneffectiever worden geproduceerd met behulp van additive manufacturing. Sommige gewrichtsvervangingen, zoals kunstmatige knieën en heupen, maken gebruik van complexe roosterstructuren om osseo-integratie te bevorderen - ontwerpen die zeer inefficiënt, zo niet onmogelijk te maken zouden zijn met behulp van traditionele productiemethoden.

Apparaten die slangen nodig hebben om lucht of vloeistoffen te transporteren, kunnen ook worden geproduceerd door middel van additieve processen, waardoor er geen overtollige slangen en kleppen nodig zijn door meerdere componenten in één enkel onderdeel te combineren. Dergelijke processen verminderen de kosten, tijd en middelen die nodig zijn om medische apparaten en producten te produceren.

Om haalbare onderdelen van hoge kwaliteit met complexe geometrieën te produceren, moeten ingenieurs verschillende belangrijke factoren beoordelen, waaronder de productiemethode, productiekosten en ontwerpoptimalisatie.

Methoden en productiekosten

Traditionele productiemethoden zijn subtractief, wat betekent dat gereedschappen worden gebruikt om materiaal van een werkstuk te verwijderen om het onderdeel of component vorm te geven. Als zodanig zijn er bepaalde inherente beperkingen in termen van de soorten onderdelen die kunnen worden gemaakt.

Met traditionele methoden is de tijd die nodig is om ingewikkelde geometrieën uit blokken materiaal te snijden direct gerelateerd aan de productiekosten, iets dat vooral geldt voor metalen onderdelen, die doorgaans langere productiecycli hebben.

Het voordeel van additieve fabricageprocessen is dat ze het idee omverwerpen dat geometrische complexiteit inherent hogere kosten betekent. In feite is precies het tegenovergestelde waar:omdat 3D-printen vanaf nul onderdelen maakt, gaat er minder materiaal verloren als afval bij het vervaardigen van een complexe geometrie, wat zich vertaalt in minder tijd in de machine en lagere productiekosten.

Prototyping van onderdelen met complexe geometrieën

De prototyping- en testfasen van de productie voor onderdelen met complexe geometrieën zijn vaak kostbaar wanneer ze worden uitgevoerd via traditionele productiemethoden. Additieve fabricage garandeert echter vaak vanaf het begin lage individuele productkosten, waardoor de beperkingen voor fabrikanten tijdens de ontwerpcyclus worden versoepeld.

Het gebruik van traditionele productiemethoden voor prototyping-doeleinden vereist intensieve tijd- en kostenverplichtingen gedurende de gehele ontwerpcyclus. Additive manufacturing stelt ontwerpers en ingenieurs in staat om sneller prototypes te maken en met meer flexibiliteit op het gebied van ontwerpkenmerken.

Het additieve fabricageverschil

Als het gaat om het maken van geometrisch complexe onderdelen, is additive manufacturing over het algemeen meer tijd-, hulpbronnen- en kosteneffectiever dan traditionele methoden. Additieve processen versnellen snelle prototyping en end-to-end productietijden, waardoor de kosten dalen.

Bij Fast Radius zetten we ons in om onze klanten te helpen elke dag nieuwe dingen mogelijk te maken. Onze ontwerp- en ontwikkelingsteams bestaan ​​uit materiedeskundigen die nauw samenwerken met klanten tijdens elke fase van de productielevenscyclus, van ontwerp tot postproductie. Neem vandaag nog contact met ons op als u klaar bent om aan de slag te gaan.

Klaar om meer te weten te komen over additieve en subtractieve productie? Bekijk ons ​​informatiecentrum om meer te lezen over al onze serviceaanbiedingen en materialen.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?