به عنوان یک مبتدی، اجتناب از اشتباهات احمقانه هنگام طراحی برای تولید افزودنی کلیدی است، و ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم.
طراحی برای تولید مواد افزودنی می تواند چالش برانگیز باشد، اما همچنین یک فرآیند سرگرم کننده و با ارزش است. این راهنما نکات و ترفندهایی را مورد بحث قرار می دهد که به شما کمک می کند تا طرح هایی عالی برای چاپ سه بعدی ایجاد کنید. ما همچنین به برخی از مزایای تولید افزودنی و چگونگی تغییر آن در عملیات یک تجارت خواهیم پرداخت.
تولید افزودنی چیست؟
ساخت افزودنی فناوری است که با افزودن متوالی مواد لایه به لایه تا زمانی که شی ایجاد شود، اشیاء را می سازد. بیشتر به عنوان چاپ سه بعدی شناخته می شود. فناوری AM از دهه 1980 وجود داشته است.
در روزهای اولیه، به دلیل محدودیت‌های اندازه و شکل فرآیند چاپ، از نظر مواد قابل استفاده و نوع اشیایی که می‌توانستیم ایجاد کنیم، محدود بود. امروزه فناوری‌ها، ماشین‌ها و مواد پرینت سه‌بعدی متعددی در دسترس هستند، به این معنی که اشیاء بسیار کمی وجود دارند که نمی‌توان با استفاده از این فناوری تولید کرد.
مزایای تولید افزودنی نسبت به فرآیندهای تولید سنتی
تولید افزودنی مزایای زیادی را به همراه دارد. آنها عبارتند از:
- کاهش زمان بین طراحی و محصول نهایی.
- افزایش آزادی طراحی
- افزایش دقت.
- کاهش اتلاف مواد.
- انعطاف‌پذیری در تولید – به عنوان مثال، دوره‌های تولید کوچک یا یک‌باره می‌تواند از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه باشد.
این عوامل تولید افزودنی را برای مشاغل کوچک و بازارهای خاص که در آن فرآیندهای تولید کلاسیک قابل دوام نیستند، ایده آل می کند. علاوه بر این، از آنجایی که محصولات بیشتری از ابتدا با در نظر گرفتن تولید افزودنی طراحی می شوند، احتمالاً شاهد کاهش هزینه کلی کالا و افزایش بیشتر آزادی طراحی خواهیم بود.
نحوه طراحی برای ساخت افزودنی
قبل از شروع طراحی برای تولید مواد افزودنی، باید موارد حیاتی را در نظر بگیرید. بیا یک نگاهی بیندازیم.
1. از ضد آب بودن مدل سه بعدی اطمینان حاصل کنید
یکی از مزایای طراحی برای تولید افزودنی این است که به شما امکان می دهد هندسه های پیچیده ای ایجاد کنید که دستیابی به آنها با روش های تولید سنتی غیرممکن است. با این حال، این به معنای فرصت های آب بیشتر برای ورود به طراحی و ایجاد مشکلات است. برای اطمینان از ضد آب بودن مدل سه بعدی خود، باید چند مرحله اضافی را در طول فرآیند طراحی انجام دهید.
- اطمینان حاصل کنید که تمام کانال ها و حفره های موجود در طرح مهر و موم شده اند. اگر مناطقی وجود دارد که به طور بالقوه آب می تواند وارد آن شود، زهکشی یا سایر ویژگی ها را برای کمک به جلوگیری از خروج آب اضافه کنید.
- اگر نشتی در طراحی خود پیدا کردید، می توانید با اضافه کردن یا جابجایی رئوس آنها را برطرف کنید تا مش کاملاً مهر و موم شود.
- راه دیگر برای جلوگیری از نشتی استفاده از توری با وضوح بالاتر است. این باعث ایجاد سطح صاف تری می شود که احتمال کمتری وجود شکاف یا سوراخ وجود دارد. وضوح مش را با پیچیدگی مدل متعادل کنید. اگر مش بیش از حد متراکم باشد، ویرایش و کند کردن رایانه شما دشوار خواهد بود.
- در نهایت، استفاده از مواد طبیعی مقاوم در برابر آب، مانند انواع خاصی از پلاستیک یا فلز را در نظر بگیرید. این اقدامات احتیاطی می تواند به اطمینان حاصل شود که مدل سه بعدی شما می تواند در برابر قرار گرفتن در معرض آب مقاومت کند.
2. Shrinkage and Warping را بررسی کنید
در میان تمام صحبت‌هایی که در مورد طراحی برای تولید افزودنی‌ها می‌شود، مهم است که از این واقعیت غافل نشوید که پس از پردازش همچنان اهمیت دارد. یکی از زمینه‌هایی که هنوز نیاز به توجه دارد، انقباض و تاب برداشتن است (نگاه کنید به نحوه جلوگیری از تاب برداشتن در پرینت‌های سه بعدی).
روش‌های تولید سنتی با ویژگی‌های طراحی مانند پخ‌ها و زوایای پیش‌کش کنترل می‌شوند. اما با ساخت افزودنی، جهت ساخت می تواند به طور قابل توجهی بر انقباض و تاب خوردگی تأثیر بگذارد. در نتیجه، بررسی این عیوب قبل از شروع فرآیند ساخت ضروری است. انجام این کار می تواند از غافلگیری جلوگیری کند و اطمینان حاصل کند که قطعات شما با مشخصات طراحی مطابقت دارند.
3. Overhangs را در نظر بگیرید
هنگام طراحی برای تولید مواد افزودنی، باید اورهانگ ها را در نظر داشته باشید. برآمدگی زمانی اتفاق می افتد که بخشی از طرح بدون تکیه گاه روی فضا آویزان شود. این می تواند مشکل ساز باشد زیرا مواد در طول فرآیند چاپ لایه به لایه رسوب می کنند. هیچ چیز زیر از مواد پشتیبانی نمی کند، که می تواند فرو بریزد و چاپ را خراب کند.
برای ایجاد ثبات در حین چاپ، پشتیبانی به طرح اضافه کنید. از طرف دیگر، می توان زاویه اورهنگ را طوری تنظیم کرد که احتمال فروریختن آن کمتر باشد. تا زمانی که هنگام طراحی برای تولید مواد افزودنی این بخش را نادیده نگیرید، می توانید مطمئن باشید که چاپ هایی با کیفیت بالا تولید می کنید.
4. قدرت مدل را در نظر بگیرید
هنگام طراحی برای تولید مواد افزودنی، توجه به قدرت مدل بسیار مهم است. برخلاف روش‌های تولید سنتی، AM قطعات را لایه به لایه از یک استخر مایع یا پودر می‌سازد. در نتیجه، این قطعات می‌توانند در جهت‌های خاصی ضعیف‌تر و مستعد شکستگی باشند.
برای اطمینان از اینکه قطعه AM شما به اندازه کافی قوی است تا در برابر فشارهای استفاده مقاومت کند، بسیار مهم است که جهت گیری آن را در طول فرآیند طراحی در نظر بگیرید. به عنوان مثال، اگر قطعه‌ای را طراحی می‌کنید که سطوح تنش بالایی را در یک جهت خاص تجربه می‌کند، لایه‌های قطعه را طوری در نظر بگیرید که عمود بر آن جهت قرار گیرند.
در نتیجه، مهندسان DfAM باید استحکام موادی که استفاده می‌کنند و طراحی خود قطعه را به دقت در نظر بگیرند تا محصولات عملکردی نهایی را ایجاد کنند.
5. Resolution را بررسی کنید
هنگام طراحی قطعات برای تولید افزودنی، توجه به وضوح مدل ضروری است. وضوح یک ویژگی جزئی است که می توان آن را با دقت چاپ کرد و با اندازه نازل رسوب گذاری و ضخامت لایه محدود می شود. به عنوان مثال، مدلی با وضوح 0.1 میلی متر نمی تواند ویژگی های کمتر از 0.1 میلی متر را چاپ کند.
مدل‌های با وضوح بالاتر تولید گران‌تر هستند، اما می‌توانند برای چاپ جزئیات ظریف یا اشکال هندسی پیچیده ضروری باشند. هنگام انتخاب رزولوشن برای مدل خود، متعادل کردن هزینه و دقت بسیار مهم است.
6. سوراخ های فرار را در نظر بگیرید
هنگام ایجاد یک شی با چندین قسمت که باید متصل شوند، طراحان باید در نظر داشته باشند که فضای خالی یا فضای خالی بین قطعات وجود دارد. این حفره ها می توانند در حین چاپ مشکلاتی ایجاد کنند، زیرا هوا را به دام می اندازند و مانع از اتصال صحیح قطعه به صفحه ساخت می شوند. یکی از راه های رفع این مشکل، گنجاندن سوراخ های فرار در طراحی است.
سوراخ‌های خروجی، منافذ کوچکی هستند که اجازه می‌دهند هوا و مواد اضافی در طول فرآیند چاپ خارج شوند و در نتیجه از ایجاد مشکل در حین فرآیند چاپ جلوگیری می‌کنند. بنابراین، گنجاندن سوراخ های فرار در طراحی برای هر کسی که علاقه مند به طراحی برای تولید مواد افزودنی است، بسیار مهم است.
7. از آندرکات و گوشه های تیز خودداری کنید
طراحی در پرینت سه بعدی بسیار مهم است. یکی از اشتباهات رایج طراحی اجسام با برش یا گوشه های تیز است. این ویژگی ها ممکن است روی صفحه کامپیوتر خوب به نظر برسند اما می توانند در حین چاپ مشکلاتی ایجاد کنند. دلیل آن این است که چاپگرهای سه بعدی اشیاء را یک لایه در یک زمان می سازند.
اگر یک شی دارای برش زیرین باشد، ممکن است چاپگر نتواند مواد را به درستی در جای خود قرار دهد و در نتیجه یک قطعه ضعیف یا تغییر شکل می‌دهد. گوشه های تیز نیز می توانند مشکلاتی ایجاد کنند، زیرا در حین چاپ مستعد تاب برداشتن یا شکستن هستند. بنابراین، بهتر است با انتخاب طرح هایی که به راحتی می توانید بدون مشکل چاپ کنید، از زیر بریدگی و گوشه های تیز جلوگیری کنید.
طرح خود را قبل از ارسال به چاپگر تست کنید
اکنون که می دانید چگونه برای تولید مواد افزودنی طراحی کنید، مهم است که طرح خود را قبل از ارسال آن به چاپگر سه بعدی خود آزمایش کنید. این به شما این امکان را می دهد که نحوه عملکرد طراحی را در فرآیند تولید افزودنی ارزیابی کنید و مسائل بالقوه را شناسایی کنید. همچنین این یک راه عالی برای دریافت ایده از هزینه های مربوط به پرینت سه بعدی محصول شما است.
هنگامی که طرح خود را آزمایش کردید و از نتایج راضی بودید، می توانید آن را برای چاپگر ارسال کنید. با در نظر گرفتن این نکات ارزشمند، می توانید اطمینان حاصل کنید که محصول شما به درستی و مطابق با مشخصات شما چاپ می شود.