Navigeren door het additieve productieproces:verwachtingen en beste praktijken

Gepubliceerd op 29 maart 2022

Hoewel het in 3D printen van een CAD-bestand voor een niet-functioneel prototype relatief eenvoudig is, kan het starten van een volledige productontwikkelingscyclus (van concept tot productie) complex zijn, vooral als er onbekende additieve productietechnologieën (AM) worden toegepast.

Het 3D-printproces begrijpen

In tegenstelling tot subtractieve methoden zoals CNC-bewerking of de op mallen gebaseerde workflow van spuitgieten, bouwt AM onderdelen laag voor laag op, waarbij materiaal wordt toegevoegd in plaats van verwijderd. Dit fundamentele verschil introduceert nieuwe procedurele uitdagingen:

• Bij beperkte bouwvolumes kunnen onderdelen nodig zijn die over meerdere afdrukken worden verdeeld en daarna worden samengevoegd.
• De warmte die wordt gegenereerd tijdens het extruderen kan onderdelen vervormen.
• Er bestaan processpecifieke nuances:Fused Deposition Modeling (FDM) laat bijvoorbeeld vaak zichtbare laaglijnen achter, terwijl HP Multi-Jet Fusion (MJF) een speciale koel- en reinigingsstap vereist.

Als u zich van deze factoren bewust bent, kunt u uw AM-project in de richting van een soepele, efficiënte productie sturen. Hieronder vindt u een stapsgewijze handleiding, compleet met vergelijkingen van ontwerpbenaderingen en een workflowdiagram dat de belangrijkste beslissingen belicht.

Drie benaderingen van het additieve productieproces

Additieve projecten vallen over het algemeen in drie categorieën:

• Aanpak A:snelle productie en prototypering – U beschikt al over een gevalideerd CAD-bestand en heeft het onderdeel binnen 30 uur nodig.
• Aanpak B:een bestaand ontwerp optimaliseren voor AM – U maakt momenteel gebruik van spuitgieten, maar probeert de kosten van de toeleveringsketen te verlagen door het onderdeel op aanvraag te produceren.
• Aanpak C:een geheel nieuw onderdeel ontwerpen voor AM – Het onderdeel kan niet worden gemaakt met oudere methoden, of AM biedt kostenvoordelen bij lage tot gemiddelde volumes.

Welke aanpak voor Additive Manufacturing is de juiste voor mij?

Ontwerpen vanaf een leeg canvas (ApproachC) biedt het grootste potentieel voor prestatie- en kostenwinst, dankzij de volledige benutting van de principes van design-for-additive-manufacturing (DFAM). De meeste projecten van SyBridge sluiten echter aan bij ApproachB, waarbij een bestaand onderdeel opnieuw wordt ontworpen voor AM om on-demand productie mogelijk te maken en de voorraadoverhead te verminderen.

Voor zowel Approaches B als C ondergaat het initiële CAD-bestand een rigoureuze validatie – vaak via een uitgebreid Production Part Approval Process (PPAP) – voordat het overgaat tot productie op volledige schaal. Eenmaal goedgekeurd, worden daaropvolgende bestellingen een gestroomlijnde operatie met een snelle doorlooptijd. Met een partner als SyBridge heeft u de onderdelen al de volgende dag in huis.

Het additieve productieproces:stappen en beslissingen

Hieronder vindt u een beknopte workflow die de kritische stappen en beslissingspunten voor elke aanpak in kaart brengt. Ongeacht het gekozen traject zorgt de end-to-end ondersteuning van een vertrouwde AM-partner ervoor dat uw onderdelen voldoen aan de hoogste normen op het gebied van kwaliteit, betrouwbaarheid en prestaties.

Een bestaand onderdeel aanpassen voor Additive Manufacturing

Stap1:Identificeer onderdelen met een sterke business case

Begin met het bevestigen van een solide zakelijke reden om over te stappen naar AM. Reserveonderdelen met een hoge omzet zijn uitstekende kandidaten:ze kunnen worden vervaardigd volgens identieke prestatienormen, terwijl de opslagkosten worden geëlimineerd en just-in-time-voorraad mogelijk wordt gemaakt.

Stap2:Ontwerp uw onderdeel

Bij het herwerken van een bestaand onderdeel ligt de nadruk op het verfijnen van de geometrie voor AM in plaats van het opnieuw ontwerpen van de hele vorm. Kleine aanpassingen, zoals het aanpassen van de trekhoeken, het toevoegen van afrondingen of het optimaliseren van de wanddikte, zorgen ervoor dat het onderdeel naadloos in de montage past en tegelijkertijd aan kritische maattoleranties voldoet.

Stap3:Materiaal- en processelectie

Definieer de prestatie-eisen van het onderdeel (modulus, treksterkte, druksterkte, enz.) en blootstelling aan de omgeving. Stel een shortlist samen van compatibele AM-materialen en evalueer vervolgens de beschikbare technologieën (FDM, SLS, MJF, enz.) die deze eigenschappen kunnen leveren. Als er meerdere opties bestaan, test u ze allemaal met prototypeafdrukken om te bepalen welke het beste geschikt zijn voor productie op volledige schaal.

Stap4:Iteratief productieontwerp en testen

Leg printparameters vast (ondersteuningsstructuur, verwijderingshulpmiddelen, oppervlakteafwerking, uithardingstijd en bevestigingsinstructies) zodra het onderdeel voldoet aan de maat- en prestatiedoelstellingen. Verzamel alle gegevens in een “bouwpakket” dat als definitieve referentie dient voor een consistente, hoogwaardige productie wereldwijd.

Stap 5:productie op aanvraag en wereldwijde uitvoering

Goedgekeurde onderdelen zijn nu klaar voor productie op aanvraag en wereldwijde levering. Digitale inventaris elimineert fysieke opslag, waardoor realtime productie mogelijk wordt wanneer de vraag piekt.

Start het proces vandaag nog

Waar u zich ook bevindt tijdens uw additieve productietraject, SyBridge biedt uitgebreide ondersteuning en DFAM-expertise om uw concept op de markt te brengen. Neem nu contact op met ons team om de transformatie te starten.