Распространенное заблуждение о 3D-печати заключается в том, что один и тот же проект САПР можно использовать как для пластика, так и для металла. На самом деле процессы очень разные, поэтому потребуются изменения в конструкции. Тип необходимых модификаций будет зависеть от типа используемого процесса 3D-печати металлом. Мы сосредоточимся на плавке в порошковом слое, которую мы используем в Star Rapid.
Программы 3D-CAD-проектирования, такие как AUTOCAD, SolidWorks, NX и CATIA, не различают печать металлом или пластиком, поэтому проектировщик и инженер-технолог должны проявлять здравый смысл при изменении как конструкции, так и параметров машины для достижения успеха. построить при переделке из пластика в металл.
По нашему опыту, три наиболее важных фактора, которые многие дизайнеры не принимают во внимание при переходе от 3D-печати из пластика к металлу, — это роль тепла и связанного с ним термического напряжения, расположение опор и важность последующей отделки.
Различия в CAD-дизайне между 3D-печатью из пластика и металла
Мощные лазеры используются для плавления слоя металлического порошка. Эти лазеры генерируют локализованные горячие точки, которые охлаждаются за счет теплопроводности через окружающий порошок и затвердевшие нижние слои.
Пластик не проводит тепло, как металл. Если определенный участок пластиковой детали во время печати сильно нагревается, он просто плавится и все. Иначе обстоит дело с металлом, который легко проводит тепло и может повлиять на остальную часть детали, что иногда приводит к драматическим результатам. Кроме того, пластик не нужно нагревать почти до такой степени, как металл. Здесь задействованы гораздо более низкие температуры, поэтому, опять же, тепло не имеет большого значения.
Циклы нагрева и охлаждения вызывают силы сдвига и могут привести к деформации детали или ее отделению от опор. Свернутые участки могут даже повредить порошковые валики/скребки внутри печатной машины, если они будут чрезмерными.
Вот почему дизайнерам необходимо тесно сотрудничать с инженерами-технологами, чтобы гарантировать, что данная конструкция не подвергнет опасности хрупкие детали внутри металлического принтера. Квалифицированный оператор станка также сможет дать неоценимый совет относительно мощности лазера, ориентации детали, минимальных размеров элементов и других практических требований к производству, о которых большинство проектировщиков САПР не знают.
Контроль эффекта термического стресса
Добавьте больше опорных конструкций или тепловых анкеров. Они могут помочь рассеивать тепло, но увеличивают стоимость. Почему? Такие структуры будут потреблять больше сырья, а их удаление при постобработке потребует больше времени и усилий.
Предварительно нагрейте платформу для сборки. Не каждая машина способна это сделать, и это немного увеличит время сборки.
Используйте хорошую стратегию дизайна. Это может означать, что по возможности следует избегать одновременного сканирования больших площадей. Это еще одна область, где стоит тесно сотрудничать с инженером по управлению технологическими процессами или специалистом по 3D-печати.
Используйте расширенные программы проектирования, которые способны рассчитывать области теплового напряжения, а также идеальное количество и расположение опор или другие корректировки конструкции.
Проектирование и размещение опор
Еще одним важным моментом является количество и размещение опор. Они необходимы для жесткого удержания детали во время печати и могут быть созданы автоматически с помощью программного обеспечения или добавлены вручную дизайнером. Большее количество опор означает более стабильную сборку, но также означает больше времени, затрачиваемого на их удаление после печати.
