Design für Metalladditive:4 Tipps

Die additive Metallfertigung ist aufregend für die neuen Dinge, die sie ermöglicht. Es hat bereits dazu beigetragen, leichtere Teile für treibstoffeffizientere Flugzeuge herzustellen und das Leben von Patienten mit kundenspezifischen medizinischen Implantaten zu verbessern. Auch der Markt wächst, und Analysten gehen davon aus, dass Metalladditive in den nächsten zehn Jahren Komponenten im Wert von 228 Milliarden US-Dollar produzieren werden.

Das Versprechen von Metallzusätzen ist klar, aber nicht unbedingt einfach zu realisieren, zum Teil, weil das Design für Metallzusätze eine steile Lernkurve hat. Die Fertigungsindustrie hat kein jahrzehntelanges Funktionswissen angesammelt, wie wir es für subtraktive Legacy-Prozesse haben. Außerdem gelten für die Entwicklung von Metalladditiven andere Regeln als für die Entwicklung von Additiven auf Polymerbasis.

Sich mit dem Design von Metalladditiven vertraut zu machen, erfordert Zeit und Mühe. Unser Team von Anwendungstechnikern bei Fast Radius verfügt über umfangreiches Wissen aus erster Hand zu diesem Thema. Wir haben unsere vier wichtigsten Konstruktionsregeln für Metalladditive zusammengestellt, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern.

1. Den Materialsatz verstehen

Metalladditivverfahren lassen sich je nach verwendetem Verdichtungsprozess in zwei Kategorien einteilen:Schmelzen / Erstarren durch Schmelzen oder Festkörperverdichtung. Fusionsbasierte Prozesse ähneln dem traditionellen Schweißen in der Art und Weise, wie sie Materialien verbinden, während Festkörperprozesse dem traditionellen Sintern ähneln. Die Materialien, die für jeden additiven Prozess verwendet werden, ähneln denen, die in ihren traditionellen Analoga verwendet werden, und sie eignen sich im Allgemeinen für die gleichen Arten von Anwendungen. Es gibt viele Überschneidungen; beide Methoden verwenden zum Beispiel die gleiche Familie von rostfreien Stählen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass sich Materialien je nach verwendeter Technologie unterschiedlich verhalten.

Bei der Auswahl der richtigen Methode für Ihr Projekt müssen Sie nicht nur die verfügbaren Materialtypen bewerten, sondern auch, wie sich der Druckprozess auf die Eigenschaften Ihres endgültigen Teils auswirkt. Die gute Nachricht ist, dass Sie in einigen Fällen möglicherweise additives Design nutzen können – vielleicht durch Konsolidierung von Elementen oder Erstellung komplexer Geometrien –, um Ihr Teil mit einem Material herzustellen, das Ihre Anforderungen in herkömmlichen Prozessen nicht erfüllen würde.

2. Planen und Gestalten für die Nachbearbeitung

Metallzusätze können schwierig sein. Auch wenn es so aussieht, als würde Ihr Teil perfekt drucken, könnte es am Ende scheitern, wenn Sie das Design für die Nachbearbeitung vernachlässigen, also müssen Sie besondere Vorsichtsmaßnahmen treffen. Viele Metalladditivprozesse beinhalten Pulver, daher müssen Sie für die Pulverentfernung planen oder ein Versagen riskieren, wenn das Pulver während der Wärmebehandlung agglomeriert. In einigen Fällen, insbesondere bei der Erstellung von Hohlteilen, müssen Sie möglicherweise den Pulverabfluss erleichtern, indem Sie Ihrem Design Löcher hinzufügen.

Mit der Pulverbett-Metalladditivtechnologie bildet Ihr Teil eine starke Verbindung zur Bauplatte und muss entfernt werden, was zu Designherausforderungen führen kann. Beispielsweise kann Drahterodieren eine gute Option zum Trennen eines Teils von einer Platte sein, aber Sie müssen möglicherweise eine Vorrichtung konstruieren, um zu verhindern, dass das Teil beim Ablösen beschädigt wird. Mit Metallzusätzen hergestellte Teile müssen in der Regel angepasst werden, um die endgültigen Anforderungen zu erfüllen, nachdem sie aus dem Drucker kommen. Stellen Sie also sicher, dass Ihr Design die Nachbearbeitung berücksichtigt.

3. Versuchen Sie, Ihr Design selbsttragend zu machen

Im Allgemeinen sollten Sie bei der Konstruktion für Additive immer darauf abzielen, Überhänge und die Abhängigkeit von Stützstrukturen zu minimieren. Diese Empfehlung gilt sogar noch mehr für Metall. Aufgrund der Art und Weise, wie Metalladditive Schmelzschichten übereinander verarbeiten, können Überhänge verformt oder schlecht verarbeitet werden, wenn der Winkel zur Bauplatte zu klein ist. Stützstrukturen sind nicht immer eine ideale Lösung für Überhangprobleme, da sie Material verschwenden und ihre Entfernung die Stabilität und das Finish Ihres Teils beeinträchtigen kann.

Es gibt keine allgemeine Faustregel, um zu bestimmen, wann ein Überhang gestützt werden muss. Jede Metalladditivtechnologie ist anders und kann Überhänge in unterschiedlichen Winkeln unterstützen. Die von jeder Methode unterstützten Überhänge sollten ein entscheidender Faktor bei der Auswahl eines Prozesses für Ihr Design sein.

4. Bereiten Sie Ihr Skillset für Metallzusätze vor

Metalladditive befinden sich noch in einem relativ frühen Stadium der Einführung, aber der Markt reift schnell. Der Aufbau von Fachwissen wird Ihr Unternehmen jetzt zukunftssicher machen und Ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, da die Technologie immer zugänglicher wird.

Aber Fachwissen kommt nicht von alleine. Wie wir hier skizziert haben, erfordert das Design für Metalladditive andere Fähigkeiten als das Design für die traditionelle Fertigung oder sogar für Additive auf Polymerbasis. Ein erfahrener Fertigungspartner wie Fast Radius kann Ihnen dabei helfen, die richtige Technologie für Ihre Anwendung auszuwählen, Ihre Metallzusatzkonstruktionen produktionsreif zu machen und Teile präzise herzustellen. Sobald Sie den Prozess durchlaufen haben, werden Sie sehen, wie Metalladditive bestehende Produkte verbessern und völlig neue Produkte schaffen können.

Sind Sie bereit, Metallzusätze auszuprobieren? Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen.