Konstruktionsrichtlinien für die additive Fertigung EPLUS 3D

Verstehen Sie die Faktoren, die AM-Designentscheidungen beeinflussen

Bevor man sich mit dem Design von AM-Anwendungsfällen befasst, ist es wichtig, die Faktoren zu verstehen, die AM-Designentscheidungen vorantreiben.

Wenn Sie ein Produkt entwerfen (unbedingt vor dem Bau von Teilen), sollten Sie Designentscheidungen aus mindestens drei Perspektiven bewerten:

1. Business (Wirtschaft)

2. Teile (Konstruktion und Materialien)

3. Prozess (Bauplan und Nachbearbeitung)

Dies führt zu deutlich besseren Ergebnissen, als sich nur auf das Produktdesign zu konzentrieren.

GESCHÄFTSPLAN

Die wichtigste Frage im Zusammenhang mit der Geschäftsplanung lautet: "Welchen Wert bietet der Einsatz von AM?" Hier sind einige Überlegungen, die mit der Geschäftsplanung zusammenhängen: Reduzierung des Lagerbestands, Verbesserung der Leistung, Erhöhung der Bauteilqualität, Verringerung der Design-Iterationen, Reduzierung der Komplexität der Verbrauchsmaterialien, Verringerung der Fertigungsvorlaufzeiten, Drucken auf Anfrage, Gewichtsreduzierung und Verbesserung der Materialausnutzung.

TEILEDESIGN

Die wichtigste Frage bei der Konstruktion eines Teils ist, wie man die Designfreiheit von AM maximieren kann. Konkret geht es um die Darstellung der Funktion, die Spezifikation der Bearbeitungstoleranz, die Bewertung der Gegenschnittstelle, die Bestätigung einer ausreichenden STL-Auflösung, die Hinzufügung von Referenz- und Bezugspunkten, die Bewertung der ID-Spannungserhöhung oder der Spannungskonzentration sowie die Überprüfung der Modellgenauigkeit und die Durchführung der folgenden Aktivitäten: Fortfahren mit der Strukturanalyse.

Wenn sich Teilekonstruktion und Geschäftsplanung überschneiden, konzentrieren Sie sich auf Gitterstrukturen, Topologieoptimierung, Teilezusammenführung, funktionales Prototyping und kundenspezifische Geometrie.

PROZESSPLAN

Die übergeordnete Frage in Bezug auf den Prozessplan lautet: "Haben Sie die Prozessgrenzen von AM im Allgemeinen und des Pulverbettschmelzens im Besonderen berücksichtigt?" Bei der Überprüfung des Prozessplans umfassen Ihre spezifischen Aktivitäten: Auswahl des AM-Prozesses (obwohl für die Zwecke dieses Kurses das Pulverbettschmelzen der betrachtete Prozess ist), Bestimmung der Eignung von AM, Bauausrichtung, Baulayout, Einstellung der Prozessparameter, Bau-Offsets, Bestimmung der Ausrichtung in Bezug auf den Recoater und Auswahl des Pulver-Feedstocks, was die Wahl des Metalls, den Wiederverwendungsstatus, die Praxisgröße/-verteilung und den Partikellieferanten umfasst.

Der Nachbearbeitungsbedarf nimmt den Raum ein, in dem sich der Prozessplan und der Geschäftsplan überschneiden: Pulverentfernung, Entfernung von Stützstrukturen, Spannungsabbau, Wärmebehandlung/ heißisostatisches Pressen, Bearbeitung, Oberflächenbehandlung, Montage (nach Bedarf), Inspektion, Prüfung und Lieferantenkonsolidierung.

An den Stellen, an denen sich das Teiledesign und der Prozess überschneiden, berücksichtigen Sie: überhängende Merkmale, Stützstrukturen, dünne Wände, dicke Abschnitte, Löcher und Kanäle, Oberflächenrauhigkeit, eingeschlossenes Pulver und innere Hohlräume.

Schließlich treffen Sie eine Entscheidung, die an der Überschneidung von Geschäftsplan, Prozessplan und Teiledesign getroffen wird und die Zeit, Kosten und Qualität des AM-Metall-3D-Drucks bestimmt.