3D-печать металлом может помочь вам создавать «невозможные» конструкции, легкие, прочные и идеально подходящие для требовательных применений в аэрокосмической, автомобильной, медицинской и других сферах. Но чтобы получить максимальную отдачу от технологии 3D-печати металлом, очень важно придерживаться определенных правил проектирования и проектирования, подходящих для нее.
Совет по дизайну 1 – Дизайн для 3D-печати металлом
Правило номер один: ваша деталь должна быть с самого начала оптимизирована для аддитивного производства. Попытка адаптировать конструкцию, изначально предназначенную для традиционного производства, такого как обработка на станках с ЧПУ, литье под давлением или литье пластмасс под давлением, приведет только к разочарованию и неудаче.
Совет по проектированию 2. Оптимизируйте конструкцию для машины
Правило номер два заключается в том, что, когда это возможно, определите, какой тип машины вы будете использовать, прежде чем приступать к проектированию в САПР. Существует множество различных типов машин и технологий для печати металлом. Никакие правила проектирования не применимы одинаково ко всем машинам. В BE-CU мы используем порошковый принтер Renishaw AM250, поэтому в этой статье наши советы по проектированию основаны на этом принтере. Вы можете печатать на самых разных материалах, но мы в BE-CU специализируемся на нержавеющей стали, алюминии и титане. В этой статье мы говорим об использовании нержавеющей стали 316L.
Совет по проектированию 3: используйте подходящую толщину стенок
Наш 3D-принтер по металлу AM250 использует металлический порошок для достижения разрешения печати 50 микрон. Однако это не означает, что все функции могут или должны быть спроектированы с такими жесткими допусками. Существуют более низкие пределы того, насколько маленькими могут быть функции, прежде чем они потеряют приемлемую степень точности.
Что касается толщины стенок, мы не рекомендуем ничего тоньше 0,5 мм или 500 микрон. Ниже этого уровня стена может деформироваться из-за нагрева мощного лазера, и такую тонкую стену очень сложно подвергнуть последующей обработке без повреждений.
Совет по дизайну 4 – создайте зазоры правильного размера
Допустимая ширина зазора варьируется в зависимости от машины. Для машин лазерной плавки это зависит от размера лазерного пятна.
Зазоры диаметром от 0,1 до 0,4 мм показывают плохое разрешение, и стенки сливаются вместе. Здесь мы также рекомендуем 0,5 мм или больше для зазоров, которые одинаковы и не требуют вторичной обработки.
Совет по дизайну 5: делайте отверстия больше 0,5 мм
Подобно щелям и стенам, отверстия диаметром менее 0,5 мм схлопываются сами по себе или теряют концентричность. Эти области можно подвергнуть последующей обработке путем высверливания, но это повлечет за собой дополнительные затраты и, соответственно, задержит производство.
Совет по проектированию 6 – Сохраняйте свесы ниже 0,5 мм.
Свесы — это элементы, выступающие вбок от направления постройки. Здесь проблемой является нижняя поверхность, которая может начать разрушаться, если выступ выступает на 0,5 мм или более.
Есть несколько способов противодействовать этой тенденции. Угол между боковым элементом и вертикальной гранью может поддерживаться скруглениями, вогнутыми, выпуклыми или скошенными. Они придают прочность внутреннему углу и позволяют безопасно расширить свес на определенную величину.
Длинные свесы, которые невозможно поддерживать только с помощью галтели, могут потребовать дополнительных отдельных вертикальных опор. Хотя этот метод широко распространен и прост в применении, удаление опор после печати потребует времени и денег.
Совет по дизайну 7. Создавайте мосты, подходящие для 3D-печати металлом
Мостик представляет собой квадратный или прямоугольный вырез. В этом отношении он действует как двусторонний выступ, т. е. центральная часть разрушится, если ее не поддерживать должным образом на расстоянии более 2,5 мм.
Опять же, есть два способа проектирования. Один из способов — создать арочный профиль верхнего пролета. Архитекторы римских мостов тысячи лет назад обнаружили, что арки являются самонесущими и на самом деле становятся прочнее, когда над ними наращивается масса. Они также могут быть привлекательными, так что у вас есть шанс включить этот вид в окончательный вид детали.
Другой вариант — создать заостренный профиль в верхней части, который также будет достаточно прочным, чтобы противостоять разрушению. Такая форма представляет собой два угловых скругления, обращенных друг к другу.
Это лишь некоторые советы по проектированию, которые вы можете использовать, чтобы подготовить быстрые прототипы или детали для мелкосерийного производства при использовании 3D-печати металлом.
