十点优势,让您知道DfAM“造物不止于形” | 打印指南
文章和图片来源: 时间:2024.03.14 点击率:
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增材制造设计(Design for Additive Manufacturing),也就是通常所说的DfAM,被定义为用于增材制造的 "可制造性设计"。更简单地说是可以优化使用增材制造技术制造的零件的设计方法和工具,它使用户能够利用3D打印中的设计自由度带来的好处,这也是制造功能性、高性能零件的关键。
据
TCT了解到,2023年,
海克斯康将Nexus开放云平台推向市场时,推出了四种初始解决方案和应用程序,其中之一便是其DfAM增材制造设计解决方案。这是一种预配置解决方案,据称可以让团队更轻松、更高效地共同开发3D打印零部件,并为使用激光粉末床熔融
3D打印工艺做好准备。
海克斯康的合作伙伴包括Oqton,将DfAM设计和类似的生产前工作流程连接到其制造执行系统 (MES),使客户能够利用数据来缩短交货时间、解决质量问题并增强运营商的能力。通过Nexus和Oqton的 Altium 365解决方案生态系统在整个产品生命周期中提供的大量智能,可以更早地评估设计的影响。
Nexus将允许制造商建立更加敏捷和灵活的流程,以便用户能够积极应对变化并利用新的机会,创建更快的产品路径并开发越来越自主的工作流程,从而实现智能和可持续制造的全部潜力。
海克斯康(展位号:8F89)将携旗下硬件软件方案出场2024年TCT亚洲展,从设计、优化到测量、验证,一气呵成的“端到端闭环增材制造解决方案”,演示“一次性打印成功”的独特魅力。
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DfAM为什么重要?它又能为零件带来哪些好处?TCT小编列出以下DfAM在3D打印中发挥重要作用的10个原因。
打印失败是所有增材制造技术用户的心病。特别是当涉及到高度工业化的工艺时,如使用激光的 LPBF 或 SLS,或使用 PEEK和 PEKK 等昂贵材料时,破坏部件的小错误会给用户带来成本和时间上的损失。这就是DfAM的价值所在。通过设计,不仅可以正确定位和支撑模型(这两点在确保各向同性等特性和确保不发生翘曲方面都大有帮助),还可以让用户为零件选择正确的填充和层设置,减少了打印失败。
速度是增材制造的核心优势。然而,速度并不是必然的。通过使用DfAM,可以利用晶格结构等技巧优化设计,在保持强度的同时尽量减少所需的材料用量。它还能让用户最大限度地减少支撑结构,
与使用传统设计规则相比,DfAM允许用户创建更为复杂的几何形状。通过软件,可以设计出几何形状更为复杂的零件,尤其是金属零件,然后进行打印。这种复杂性让我们真正看到了 3D 打印为用户带来的自由。
DfAM也允许用户利用不同的设计软件来全面优化零件。3D打印技术之所以在航空航天和汽车等领域如此受青睐,其中一个原因就是它可以在保持强度和其他性能的同时,大大减轻零件的重量,这意味着卓越的重量性能比。这主要可以通过DfAM来实现,例如通过集成晶格结构或使用拓扑优化和零件生成设计来实现。这些方法专门用于优化和生成零件,以减少材料用量,同时还能满足强度等特定约束条件。
人们很容易将支撑结构视为3D打印中的 "必要之恶"。虽然支撑结构对于确保零件在3D打印过程中不会变形或翘曲是必要关键,但也意味着需要使用更多的材料(影响成本和时间),这反过来又会延长后处理的时间,并影响零件的外观。这正是DfAM可以发挥作用的地方。通过对零件进行精心设计,如减少悬垂、改善方向或正确选择填充设置,用户在制作零件时可以减少支撑。
承接上一点,DfAM的另一个重要原因是它可以让用户减少整体的后处理。主要原因之一是通过优化支撑结构,减少去除支撑结构所需的时间,但也有其他一些考虑因素。例如,通过正确调整零件方向或降低层高(这两点在DfAM中都是重要的考虑因素),可以在开始打印前就解决表面光滑度等问题。
DfAM 重要的另一个原因是零件整合。特别是在航空航天和汽车等领域,增材制造技术能够通过更复杂的几何形状将多个零件整合成一个零件。其中一个例子是 Czinger 21C 超跑,其制造商 Divergent 3D 声称,他们能够将数千个零件整合为几百个,从而大大降低了重量,提高了性能。这种整合只有通过 3D 打印才能实现,而且可以通过学习和采用 DfAM 规则来实现。
当然,并不一定同样适用于每种 3D 打印技术。由于各种原因,并非所有技术都适合大规模生产或可扩展性。但是,对于SLS、DMLS、树脂 3D 打印和粘合剂喷射等技术而言,DfAM 在扩大生产规模方面可以发挥关键作用。通过DfAM,可以在构建体积上通过堆叠放置最大数量的零件。
复杂的几何形状和更轻的零件是DfAM重要的关键原因,但如果成本过高,能够制造这些零件又有什么好处呢?事实证明DfAM能降低零件制造成本。2020年,巴恩斯集团(The Barnes Group)认为,增材制造中零件成本的86%是由设计驱动的,这一点已被反复证明。只有通过设计,才能在减少材料用量的同时,继续保持强度和其他性能,最终影响零件的成本。
DfAM允许用户根据所使用的特定3D打印技术来优化零件。3D打印技术有七大系列,其下辖的工艺更多,它们之间都存在显著差异。例如,基于粉末的技术,其设计可能应集成逃逸孔,以确保打印出的部件是空心的(这在FDM或树脂3D打印中并不存在)。同时,在FDM 3D打印中,DfAM可以在必要时帮助改善零件的各向同性。
值得一提的是,
Oqton的一站式的增材制造数据处理软件3DXpert可以帮助用户完成DfAM从设计到制造的无缝过渡。首先在设计端,3DXpert提供丰富的晶格类型,以覆盖绝大多数DfAM应用场景。
3DXpert提供了医疗航空航天所需的体晶格、面晶格和消费品常用的纹理等功能;并可基于隐式建模创建TPMS结构和TPMS结构的基础流体仿真,为换热器应用提供了从设计到生产的完整解决方案。3DXpert还可以自动识别晶格、支撑、实体零件等部分,并可设定不同的扫描策略,以满足DfAM生产时不同的路径规划需求。
Oqton(展位号:8C15)将出席2024年TCT亚洲展与我们共赴十周年,期待现场为我们展示玩DfAM如何高效设计可生产的晶格结构!
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TCT Asia 2024
时间与地点
5月7日 09:00 - 17:30
5月8日 09:00 - 17:30
5月9日 09:00 - 15:00
国家会展中心(上海)7.1&8.1馆