Erschließen Sie additive Fertigung in Produktionsqualität mit intelligentem DFAM-Design

Veröffentlicht am 27. September 2023

Die Nachbildung bestehender Teile durch additive Fertigung ist möglich, schöpft jedoch selten das volle Potenzial der Technologie aus. Um maximale Leistung, Kosteneinsparungen und Materialeffizienz zu erzielen, sollten Sie von Grund auf unter Berücksichtigung additivspezifischer Möglichkeiten und Einschränkungen entwerfen und dabei im Wesentlichen die Prinzipien des Design for Additive Manufacturing (DFAM) anwenden.

DFAM erweitert das bewährte Konzept des Design for Manufacturability (DFM) durch die direkte Integration der Prozessplanung in die Produktentwicklung. Während sich DFM auf konventionelle Methoden wie Urethanguss oder Spritzguss konzentriert, passt DFAM das Design für additive Prozesse in Industriequalität an und gleicht konkurrierende Faktoren aus, um das effizienteste und kostengünstigste Teil zu produzieren.

Das Erstellen einer Komponente in Produktionsqualität erfordert mehr als nur das Drücken von „Drucken“. DFAM hilft Konstrukteuren dabei, die gleiche Leistung wie herkömmlich hergestellte Teile zu erzielen und gleichzeitig die Vorlaufzeiten zu verkürzen, Werkzeugkosten zu eliminieren und die Designfreiheit zu maximieren. Durch die frühzeitige Einbettung der DFAM-Richtlinien können Teams die strategischen Vorteile der additiven Fertigung voll ausschöpfen.

Nachfolgend sind die wichtigsten DFAM-Prinzipien aufgeführt, die additive Konstruktionen auf Prototypenebene von echten Teilen in Produktionsqualität unterscheiden:

Minimieren Sie Überhänge und reduzieren Sie die Abhängigkeit von Stützen

Jede Schicht eines additiven Aufbaus ist zur Unterstützung auf die darunter liegende Schicht angewiesen. Merkmale wie große Überhänge oder offene Abschnitte erfordern oft zusätzliche Stützstrukturen, um Verformungen zu verhindern und Toleranzen aufrechtzuerhalten. Designs, die den Best Practices von DFAM folgen, sind selbsttragend und reduzieren Materialverschwendung und Nachbearbeitung. Wenn Stützen unvermeidbar sind, richten Sie das Teil so aus, dass Stützungsreste in nicht sichtbaren Bereichen liegen, wodurch die Schleif- und Endbearbeitungszeit verkürzt wird.

Teilausrichtung

Während additive Drucker Teile aus zahlreichen Winkeln bauen können, beeinflusst die Bauausrichtung die Oberflächenbeschaffenheit und Maßgenauigkeit. Da Toleranzen bereits bei geringfügigen Abweichungen überschritten werden können, hilft die Bewertung mehrerer Ausrichtungen in der frühen Entwurfsphase dabei, die optimale Baurichtung zu ermitteln, die den Spezifikationen entspricht und die Produktion rationalisiert.

Mehrteilige Baugruppen konsolidieren

Komplexe Geometrien, die in der konventionellen Fertigung mehrteilige Baugruppen erfordern, können oft mit additiven Methoden zu einem einzigen Teil vereinheitlicht werden, was den Montageaufwand und die Kosten senkt. Als Steelcase beispielsweise eine Armkappe neu gestaltete, verwandelten wir eine dreiteilige Baugruppe in eine nahtlose Komponente mit mehreren Funktionszonen.

Nutzen Sie generatives Design zur Optimierung Ihres Teils

Die additive Fertigung erschließt einzigartige Geometrien, die es Designern ermöglichen, generative Werkzeuge – Topologieoptimierung, Gitterstrukturen und mehr – einzusetzen, um die interne Architektur eines Teils auf der Grundlage von Hunderten von Variablen anzupassen. Gitterdesigns ermöglichen eine präzise Steuerung der Festigkeit und Materialdichte in verschiedenen Regionen, sodass ein einzelnes Teil unterschiedliche Leistungsanforderungen erfüllen kann.

Die wichtigste Überlegung beim Design der additiven Fertigung

Diese Richtlinien sind wertvoll, aber das größte Hindernis für die Einführung der additiven Fertigung in Produktionsqualität bleibt der Qualifikationsdefizit im Produktdesign. Der wichtigste Schritt besteht darin, von Anfang an Experten für additive Fertigung einzubinden. Sie können Designänderungen empfehlen, die Kosten und Leistung optimieren, und sie wissen, wie sie Lieferketteneffizienzen wie On-Demand-Produktion und virtuelle Lagerhaltung nutzen können. Je früher Sie mit erfahrenen AM-Designingenieuren zusammenarbeiten, desto größer sind die Vorteile Ihres Übergangs.

Möchten Sie mehr erfahren? Lesen Sie unseren Artikel darüber, wie Sie über das Prototyping hinausgehen und ein überzeugendes Argument für die additive Fertigung entwickeln können. Bei SyBridge arbeiten wir mit Unternehmen aus verschiedenen Branchen zusammen, um Teile in Produktionsqualität mithilfe additiver Technologien zu entdecken, zu entwerfen und zu entwickeln. Unser erfahrenes Designteam liefert präzise abgestimmte Lösungen, die Ihren Leistungs- und Designanforderungen entsprechen. Wir haben Multi-Millionen-Dollar-Unternehmen dabei geholfen, durch additive Fertigung einen erheblichen Mehrwert zu erzielen – und wir können das Gleiche für Sie tun. Nehmen Sie Kontakt auf heute.