DfAM в 3D печати определяется как «проектирование для технологичности» или, проще говоря, как методы проектирования и инструменты для оптимизации деталей, создаваемых с помощью аддитивного производства. Дизайн для аддитивного производства предлагает свободу проектирования и имеет важное значение для создания функциональных и эффективных деталей. Однако DfAM иногда игнорируется в отрасли. Но почему это важно? Какую пользу это может принести для проектирования запчастей? Мы знаем минимум 10 причин, по которым это важно для 3D печати!

С ошибками печати встречаются все без исключения пользователи технологий аддитивного производства. Особенно дорого стоят ошибки, когда речь идет о промышленных процессах, в которых используются лазеры, или о дорогих материалах, таких как PEEK и PEKK. Даже небольшие ошибки, которые деформируют деталь, могут существенно увеличить затраты и время на производство.

Именно здесь ценность DfAM быстро становится очевидной. Учет конструктивных особенностей позволяет не только правильно ориентировать деталь на печатной платформе, но также обеспечить достаточную поддержку модели (это имеет большое значение для обеспечения таких свойств, как изотропность и отсутствие деформации). Это может значительно снизить количество сбоев при печати.

Скорость — одно из ключевых преимуществ аддитивного производства, поскольку эти технологии позволяют создавать детали за более короткий срок в сравнении с традиционными методами производства. Используя DfAM, можно оптимизировать конструкцию детали, снизить количество используемого материала, но при этом сохранить прочность изделия.

Для 3D печати нет преград, если деталь имеет более сложные элементы. Проектирование для аддитивного производства позволяет создавать гораздо более сложную геометрию, чем можно было бы достичь, используя традиционные правила проектирования. Профессиональное программное обеспечение позволяет облегчить процесс моделирования и производства деталей со сложной геометрией, особенно при производстве из металла. Именно в этом можно увидеть свободу, которую ает пользователям 3D печать.

Как и в предыдущем примере, DfAM также позволяет использовать различное программное обеспечение для проектирования для полной оптимизации детали. Одна из причин, по которой 3D печать так востребована в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная, заключается в том, что она позволяет создавать значительно более легкие детали, сохраняя при этом их прочность и другие свойства, то есть обеспечивает превосходное соотношение веса и производительности.

Этого можно добиться, в частности, благодаря DfAM. Например, путем интеграции решетчатых структур или использования топологической оптимизации и генеративного проектирования детали. Эти методы специально разработаны для оптимизации и создания деталей, содержащих меньше материала, с соблюдением определенных ограничений, таких как прочность. И хотя при традиционном производстве полученные детали могут оказаться слишком сложными в изготовлении, для 3D печати это не проблема.

Хотя поддержки абсолютно необходимы для того, чтобы деталь не деформировалась в процессе 3D печати, они также влекут за собой больший расход материала (влияющий как на стоимость, так и на время), а также могут увеличить время постобработки и повлиять на внешний вид изделия. Благодаря тщательному проектированию деталей, например уменьшению свесов, улучшению ориентации или правильному выбору параметров заполнения, деталь может иметь меньше опор.

Еще одна важная причина использовать DfAM заключается в сокращении общих операций постобработки. Одной из основных причин, почему это возможно, является оптимизация опорных структур, то есть на их удаление будет потрачено меньше времени, но есть и другие преимущества. Например, правильно ориентируя деталь или уменьшая высоту слоя, такие проблемы, как сглаживание поверхности, можно решить еще до начала печати. Если эти элементы не принимать во внимание, постобработка будет занимать гораздо больше времени.

Объединение нескольких деталей в одну — еще одна причина использовать DfAM. Аддитивное производство делает возможным создание новых, более сложных деталей, поскольку легко преодолевает сложности изготовления нестандартных элементов. Одним из примеров является гиперкар Czinger 21C. Производитель Divergent 3D утверждает, что из тысячи деталей ему удалось создать всего несколько сотен, что привело к значительному снижению веса и увеличению производительности. Этот тип консолидации возможен только с помощью 3D печати и может быть получен путем изучения и принятия правил DfAM.

Этот пункт применим не ко всем технологиям 3D печати в равной степени. Не все из них подходят для массового производства или масштабирования по разным причинам. Однако для таких технологий, как SLS, DMLS, 3D печать смолой и Binder Jetting, DfAM может сыграть важную роль в увеличении производства. С помощью DfAM максимальное количество деталей можно разместить на печатной платформе путем штабелирования. Применение принципов проектирования для аддитивного производства поможет преодолеть ограничения на массовое производство.

Сложная геометрия и более легкие детали являются основными причинами важности DfAM, но каковы преимущества их создания, если стоимость слишком высока? К счастью, было доказано, что DfAM снижает затраты на производство деталей. В 2020 году Barnes Group заявила, что 86% стоимости деталей в аддитивном производстве зависит от конструкции. Только за счет проектирования можно сократить количество используемого материала при сохранении прочности и других свойств, что в конечном итоге влияет на стоимость детали. Также важно учитывать, что сложнее - не значит дороже. На самом деле, в зависимости от дизайна, все может быть наоборот!

Наконец, проектирование для аддитивного производства важно, поскольку помогает оптимизировать деталь на основе используемой технологии 3D печати. Существует семь семейств 3D технологий и еще больше процессов внутри них, и само собой разумеется, что между ними есть существенные различия.

Одним из примеров являются технологии на основе порошков, где в конструкции, вероятно, потребуется включать дренажные отверстия, чтобы гарантировать, что детали будут напечатаны полыми (что не будет проблемой при FDM 3D печати или печати смолой).

Проектирование для аддитивного производства или DfAM - это отдельное направление проектирования, которое позволяет не только улучшить конструкцию детали, но и оптимизировать производственные процессы. Специалисты DigitalCraft3D помогают не только реализовать проекты с помощью 3D печати, но также выполняют 3D моделирование деталей для последующей печати. Мы можем выполнить любые задачи - от разработки нового продукта с нуля до доработки существующей 3D модели и адаптации ее для 3D печати. Узнайте больше о наших возможностях у менеджера DC3D!