Автор Кэт Маклинток (Cat McClintock)
Независимо от того, где оно используется: для быстрого прототипирования или в области производства — аддитивное производство дает массу преимуществ, включая более быстрое время выхода на рынок, более низкие затраты и возможность создания изделий по индивидуальному проекту.
Хотя это и звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, это может оказаться действительно так. Особенно для тех, кто не привязывает свой подход к проектированию с создаваемым изделием. То, что работает для такого традиционного производства, как литье под давлением или обработка на станках с ЧПУ, не сработает для 3D-печати.
Для полного использования такой развивающейся технологии инженерам требуется внедрять подход «проектирование для аддитивного производства», который полностью меняет традиционные способы решения проблем проектирования.
Ограничения поменялись
Например, многие инженеры годами учились думать о деталях и профилях определенным образом, ограничивая свое воображение тем, что можно изготовить с помощью литья и механической обработки.
Вырезка, внутренние каналы, даже скругления — важные ограничения проектирования при традиционном производстве, но они не имеют такого значения в случае использования технологий 3D-печати. Фактически, красота технологии аддитивного производства заключается в том, что вы можете создавать геометрию сложной формы, которая не ограничена традиционными параметрами и связями, что дает большую свободу конструирования.
Понятно, что инженеру, особенно опытному, потребуется много усилий, чтобы принять такой подход. . Однако, новые возможности программного обеспечения для проектирования могут быстро изменить мышление.
Почувствовать свободу продуктивного проектирования
Один способ получить свободу проектирования заключается в использовании таких креативных инструментов проектирования, как оптимизация топологии.
Эффективно используя такие расширения, как, например, Creo Topology Optimization Extension конструкторы могут задавать определенный набор целей и ограничений, а программа автоматически определит лучшую модель.
Конечным результатом будут органичные и сложные параметрические формы, отвечающие таким критическим параметрам, как сокращение массы или количества деталей.
Кроме того, благодаря эффективному использованию инструментов для имитационного моделирования, конструкторы могут быстро протестировать каждый предлагаемый вариант согласно заданному набору критериев. Это особенно полезно для тех, кому надо быстрее достичь цели за короткое время.
От твердых структур к решетчатым
Свободное моделирование не единственная положительная сторона аддитивного производства. Сочетание аддитивного производства и инструментов проектирования, особенно поставляемых в рамках среды CAD, могут позволить получить комплексные решетчатые конструкции, имеющие больше прочности при использовании меньшего количества материала. То есть, при наличии правильного набора инструментов конструкторы могут просто задавать свои критерии и ограничения, позволив программе создать оптимизированную решетчатую конструкцию.
И, еще раз, возможности имитационного моделирования в составе CAD помогают конструкторам рассчитывать и проверять конечную модель из своего инструмента проектирования, что дает возможность выполнения большого количества итераций до получения желаемого результата.
Детали — новые сборки
Проектирование для аддитивного производства означает изменения подхода к проектированию деталей и даже сборок. Одна из отличительных особенностей аддитивного производства — возможность соединить разрозненные детали в единый компонент, положив конец сложным процессам сборки и интеграции.
В одном из наиболее часто публикуемых примеров такой свободы проектирования, GE изменили модель сопла реактивного двигателя LEAP, который содержит теперь вместо 18 отдельных компонентов — один, что дает существенное сокращение массы и повышает целевые показатели благодаря более обтекаемой форме и сложным внутренним решетчатым конструкциям.
Выполнить большую часть аддитивного производства
Технологии аддитивного производства дают конструкторам реальную возможность достижения целей проектирования. Однако, без всесторонней оценки традиционных способов проектирования и готовности внедрения новых конструкций для аддитивного производства, появляется опасность оставить много из того, «что хорошо» за бортом и получить только часть того, «что возможно».
Источник: https://www.ptc.com/en/cad-software-blog/designing-for-additive-manufacturing-check-your-mindset