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金属3D打印的设计考虑因素
添加时间:2019-12-27
随着对3D打印的信心增强,越来越多的设计工程师正在寻找这一新工艺可以增加竞争优势的地方。虽然与3D打印相关的成本正在降低,但金属打印仍然是一笔很大的支出。此外,3D打印金属仍然具有许多变量和控件,而这些变量和控件对用户不怎么“友好”。由于投资相对较大且对知识的需求相对较高,设计工程师可能会对金属打印敬而远之。  
3D打印金属或塑料的一些初始优点是能够生成其他工艺无法实现的几何形状。此外,内部通道、将多个部件合而为一、优化几何形状、改进功能、减少工具和提高灵活性是设计工程师能想到的一些优势,但也要考虑到3D打印的其他间接优势:  
1.交货时间长  
由于零件或工具的交付周期导致停机成本极高,3D打印可提供解决方案。特别是对于工装,设计工程师可以通过直接打印零件或打印工具来消除或减少时间。  
2.高库存成本:3D打印允许按需生产,减少库存需求。  
3.从供应商独家采购:  
如果3D打印的零件通过鉴定,公司将不再依赖供应商。  
4.远程位置:当远程位置限制部件交付时,现场3D打印可以消除交货时间。  
5.进出口成本高:本地化3D打印生产也消除了高昂的进出口成本。  
以金属打印设计为重点,牢记成本是非常重要的。重要的是工程师了解金属3D打印流程之间的区别是什么?不同的流程可能具有不同的能力、材料选项,甚至不同的材料属性。设计可以大大增加或减少后处理时间和成本。特别是粉末床工艺,后处理比打印过程更容易浪费更多的时间和成本。下面我们就来探讨一下,在使用金属粉末床3D打印之前,我们进行设计时要记住的一些注意事项和限制。  
设计注意事项  
了解3D打印是一个不断发展的行业是非常重要的。五年前的机器可能不具备与新设备相同的功能。几年前、不同品牌的指南可以有各种设计参数。例如,如果专家说需要支撑结构来应付超过30度的悬伸。而另一位专家则表示不会,这种冲突可能是由于设备的使用年限或类型,甚至是使用的材料类型。如果设计限制或可能性发生变化,请务必询问原因。  
重要的是要理解烧结和熔化之间的区别。烧结通常使用低功率的激光,能量足以压实而不会熔化粉末。这也可能是炒作和营销中被忽略的概念,因此,了解公司是否提供烧结、熔化或两者兼而有之很重要。  
在进入3D打印设计时,设计的某些方面不会改变。工程基础如设计中存在的应力不会因工艺而改变。如果零件断裂,不要认为是3D打印工艺造成了问题。金属3D打印的设计,与铸造或CNC加工有很大的不同。例如,减材工艺往往具有尖角,而3D打印受益于渐进式构建,边缘或拐角处呈圆角或倒角。渐进式构建还可能减少面朝下的表面和支撑结构。  
3D设计中,应该从CAD软件开始进行更具体的考虑。就像传统设计一样,先行在软件中设计和测试零件可以节省大量的时间和金钱。金属3D打印中,这一过程更为重要。尽可能多地进行数字规划以防止失败,特别是在打印金属时,因为它比其他工艺更昂贵。打印失败会将粉末浪费在失效部件上。此外,根据材料的不同,未固化的粉末需要更换或回收,其中涉及过滤和添加一些原始粉末以确保材料性能得以保持。设计工程师需要重视打印失败导致的成本和时间损失,哪怕花费额外的时间来设置一个过程检查并反复检查CAD文件和新打印代码也是值得的。  
缩小软件差距  
任何具有Mastercam等程序经验的人都知道,从CAD程序转移到生成CNC机器的g代码可能会出错,甚至会导致机器崩溃。所以设计师最重要的工作是,找到可以识别设计,又专门用于3D打印功能的软件,以填补设计和打印之间的空白。