Techniken für die additive Fertigung und das Prototyping

Das Erstellen von Designs mit Blick auf die traditionelle Fertigung war bereits eine Herausforderung. Designer müssen sich heute überlegen, wie sie 3D-Druck und/oder Direct Digital Manufacturing (DDM) in ihre Designs integrieren können. Es besteht der Wunsch, ein gedrucktes Prototypenteil oder eine Baugruppe aus einem 3D-Drucker zu verwenden, aber die Herausforderung besteht darin, zu wissen, wo man anfangen soll. Also dachte ich, ich würde Ihnen einige Techniken vorstellen, die Ihnen helfen, über DDM-Design nachzudenken.

Das obige Beispiel ist ein ziemlich einfaches prismatisches Teil, das sehr traditionell mit einem Kniefräser aus Aluminium gefräst wurde. Ich schaue mir oft solche Teile an und frage:"Wenn ich dieses FDM drucken müsste, was könnte ich tun, um das Design zu verbessern und die Zeit beim Bauen und Entfernen der Stützen zu reduzieren?"

Einlasslöcher

Als erstes würde ich nach kleinen, traditionell gebohrten Löchern suchen, wie Sie sie im Querschnitt unten (links) sehen. Das zweite Bild unten zeigt das in Catalyst verarbeitete Modell. Das kleine Loch des Modells (rot) füllt sich mit Stützmaterial (blau) und kann eine Weile dauern, bis es sich auflöst, insbesondere bei Verwendung von SR-20 Stützmaterial.

Beim Betrachten eines solchen Einlasslochs versuche ich, runde Schnitte zu vermeiden, die eine Unterstützung erfordern, und konstruiere mit „selbsttragenden Winkeln“. Zurück zum CAD-Modell (links) habe ich das Einlassloch in ein 45-Grad-Diamantloch (rechts) geändert, wodurch die Notwendigkeit einer Unterstützung vollständig entfällt. Catalyst beweist, dass dafür kein Support in Anspruch genommen wird und wir erzielen eine enorme Zeitersparnis (rechts).

Ich habe diese Technik auch für das Hauptloch wiederverwendet. Durch das Hinzufügen einer Fase, deren Länge der Scheibenhöhe entsprach, habe ich das gesamte Stützmaterial für den gesamten Einlass eliminiert, wie unten gezeigt.

Tippen Sie auf; Ich habe einen Diamanteinsatz mit einem Loch gebaut und den Einsatz mit dem Loch nach oben gedruckt. Dadurch konnte ich ein genaueres Loch machen, als die Scheitelpunkte zu drucken.

Versteckter Kanal

Der traditionell bearbeitete Block (bearbeitet – links, CAD – rechts) oben erlaubte nur einen Einlass an der Oberseite des Teils. Dies wurde höchstwahrscheinlich getan, um den erforderlichen Bearbeitungsaufwand zu reduzieren. Wenn wir jedoch selbsttragende Winkel an einem gedruckten Teil verwenden, können wir einen versteckten Kanal erstellen, um drei Löcher (rechts) zu verbinden, was einen besseren Luft- und Flüssigkeitsstrom ermöglicht. Diese Technik ist definitiv etwas, das wir traditionell nicht ausführen können, ohne dass eine teure Unterbaugruppe erforderlich ist.

Von meinem CAD-Modell habe ich einen Diamanten auf die vordere Ebene gezeichnet und einen Rotationsschnitt verwendet, um den versteckten Kanal (links) zu erstellen. Ich habe dann den ursprünglichen Schnitt gemustert, um drei Einlässe (Mitte) zu erstellen. Endbenutzer mit Catalyst können diese Technik verwenden, um Features ohne Stützmaterial zu erstellen und gleichzeitig die Teileleistung drastisch zu verbessern (rechts).

Die Lagerbeschränkungen

Ein weiterer Aspekt der Konstruktion für die traditionelle Fertigung war die Notwendigkeit, Lagerbestände zu berücksichtigen, um Produkte zu erleichtern, insbesondere wenn diese hergestellt werden müssen. Einer der Vorteile der additiven Fertigung ist die Möglichkeit, Lagerbeschränkungen zu ignorieren. Wenn ich ein Locator-Feature wie das auf der linken Seite erstellen wollte, musste ich traditionell dickeres Material kaufen, was zu höheren Kosten führte. Die additive Fertigung bietet viel mehr Flexibilität, um einfache Funktionen wie das rechte unabhängig vom Lagerbestand zu produzieren.

Nahtkontrolle

Vor kurzem habe ich einen weiteren Beitrag über Seam Control for FDM geschrieben. Dies ist ein weiterer Trick, der die Nachbearbeitungszeit beim Schleifen und Feilen einer bedruckten Naht spart. Weitere Informationen finden Sie in diesem Beitrag.

Konfigurationen zum Verwalten von Toleranzen verwenden

Unabhängig davon, welche Additive-Technologie Sie verwenden, die Verwaltung von Toleranzen wird durch die Verwendung von Konfigurationen einfach. Entwerfen Sie die Komponente wie gewünscht in SOLIDWORKS, da Sie diese Konstruktion für Fertigungszeichnungen verwenden. Wenn das gewünschte Design fertig ist, erstellen Sie dann eine Konfiguration, die spezielle Funktionen oder Toleranzen enthält, die den 3D-Druck unterstützen. Unten ist ein Beispiel, das ich im Seam Control-Beitrag verwendet habe. Das Modell links ist in CAD so konstruiert, wie ich es möchte. Auf der rechten Seite sehen Sie eine zusätzliche spezielle Funktion, die für die additive Fertigung verwendet werden soll.

Ich verwende auch Konfigurationen beim Mischen von FDM und Laserschneiden. Für flache Komponenten wie die untenstehende ist es billiger, Material mit Laser zu schneiden, als einen 3D-Drucker zu binden, es sei denn, Sie haben keinen Laser.

Dies sind einige Ideen, die Ihnen hoffentlich helfen, Ihr Prototyping zu verbessern, und Ihnen helfen, wenn Sie eine direkte digitale Fertigung in Betracht ziehen.

---

Tags:Katalysator, Konfigurationen, Direkte digitale Fertigung, Einblick, Nahtkontrolle