Роль вложенности в полимерной 3D-печати

При ведении бизнеса по 3D-печати снижение затрат на печать является одной из первых целей в списке. Один из способов добиться экономии и оптимизировать использование вашего парка 3D-печати - это вложение, распространенный шаг в процессе подготовки данных для 3D-печати.

Сегодня мы рассмотрим, что такое вложение, его преимущества, а также несколько советов, которые помогут вам применить вложение более эффективно.

Что такое вложение в 3D-печати?

В 3D-печати размещение является частью этапа подготовки сборки, который оптимизирует использование объема сборки 3D-принтера.

Вложение можно сравнить с Тетрисом, игрой, в которой вам нужно расположить падающие блоки разной формы, чтобы заполнить линию, тогда как при вложении вы пытаетесь упаковать как можно больше деталей в один 3D-принтер, чтобы сэкономить средства и повысить производительность машины.

Нестинг чаще всего используется с технологиями порошковой сварки в слое (PBF), такими как селективное лазерное спекание (SLS) и многоструйная сварка HP (MJF).

Автоматическое или ручное размещение сортирует, ориентирует и упорядочивает 3D-файлы, чтобы максимизировать пространство внутри 3D-принтера, не затрагивая области, на которых не строится. Неэффективное использование раскроя может привести к отходам материала и ошибкам при печати.

Почему при 3D-печати следует использовать вложение?

1. Оптимизировать производительность машины

В PBF процесс печати включает использование порошковых полимеров и источника тепла. Когда один слой порошка распределяется, источник тепла отслеживает контуры детали, заданные программным обеспечением, расплавляя материал. Процесс повторяется до тех пор, пока детали не будут изготовлены.

Готовые детали остаются в камере для 3D-печати, заполненные нерасплавленным сыпучим порошком, и их необходимо удалить и очистить.

Сыпучий порошок, окружающий печатные детали, также работает как вспомогательный материал и может быть частично переработан и использован повторно.

Материалы для PBF дороги и могут составлять значительную часть стоимости детали. Чтобы максимизировать производительность 3D-принтера PBF и одновременно повысить эффективность использования материалов, компании необходимо в полной мере использовать его возможности.

Вложение стало одним из решений, обеспечивающих более высокую плотность упаковки, что, по сути, означает упаковку как можно большего количества деталей в одну сборку для оптимального использования возможностей машины.

При упаковке большего количества деталей вы можете напечатать то же количество деталей за меньшее время или большее количество деталей в той же камере печати. ​​

2. Сохранить материал

В PBF всегда нужно использовать больше порошка, чем требуется для печати детали. Фактическое количество зависит от высоты вашей модели. Неиспользованный порошок можно повторно использовать, смешав со свежим порошком, но во многих случаях много порошка теряется.

Например, один поставщик услуг подсчитал, что из 500 кг порошка, который он покупает в месяц, «25% становится частью, 25% - отходами, а 50% повторно используется для обновления следующей сборки».

Оптимально размещая детали и уменьшая высоту строительной платформы, вы можете сэкономить материал, а также ускорить производство.

3. Сократите расходы

При расчете стоимости детали для 3D-печати одним из наиболее важных факторов является ограничивающая рамка детали, которая относится к прямоугольному пространству, содержащему всю вашу 3D-модель, и определяет количество места, которое деталь будет занимать внутри 3D-модели. принтер.

Оптимально разместив детали, вы сможете уместить больше деталей в одну ограничивающую рамку. Это позволит вам печатать больше деталей за один раз, а это означает, что вы будете производить быстрее и расходовать меньше порошка, что сэкономит вам ненужные расходы.

По некоторым оценкам, вложенные модели могут обеспечить около 30% экономии. При проектировании деталей с учетом раскроя можно дополнительно увеличить экономию до 60%.

Тем не менее, не все части получат выгоду от вложенности. Иногда более экономично печатать детали в отдельных ограничивающих рамках, как показано на изображении ниже.

Ручное или автоматическое размещение

Сегодня возможность раскроя присутствует в большинстве решений для подготовки данных для 3D-печати. Многие такие программные решения предлагают ручную раскладку, которая обычно занимает много времени и требует навыков, чтобы найти наилучшую возможную комбинацию деталей на пластине, которая минимизирует пространство.

Практическое правило - начать с самой большой модели и расположить меньшие части вокруг нее или, если возможно, внутри нее.

Некоторые инструменты, представленные на рынке, также предлагают автоматическое размещение, например Materialize Magics и Netfabb, что помогает ускорить процесс размещения.

Инструменты автоматического раскроя могут использовать один из двух типов раскроя детали:ограничивающий прямоугольник или раскрой на основе геометрии.

Вложение ограничивающей рамки принимает максимальные значения X, Y и Z вашей детали и формирует рамку вокруг детали. Вложение на основе геометрии рассматривает поверхность детали и пространства на основе фактической геометрии детали.

Обратной стороной вложения ограничивающего прямоугольника является то, что с его помощью может быть трудно достичь более высокой плотности детали. Хорошей практикой является предварительная раскладка деталей вручную перед использованием программного обеспечения для запуска алгоритмов автоматической раскладки.

Независимо от того, используется ли автоматическая или ручная раскладка, важно оставлять зазор не менее 1,5 мм между всеми компонентами в вашем 3D-файле с процессами SLS и зазор 5 мм в процессах MJF. Это предотвратит сплавление деталей в процессе печати.

Использование раскроя для повышения производительности при 3D-печати

Вложение - важный шаг в подготовке данных для 3D-печати. Это помогает оптимизировать производительность машины, сократить расходы и время печати, одновременно увеличивая производительность машины.

В то время как раскладка в настоящее время остается в основном ручной операцией, программное обеспечение для автоматизированного раскроя развивается, чтобы позволить дизайнерам 3D-печати оптимизировать свои сборки за счет более быстрого раскроя.

В конечном итоге рассмотрение возможности размещения на ранних этапах процесса проектирования позволит вам вести более прибыльный бизнес по 3D-печати.