Чего ожидать в процессе аддитивного производства

В то время как 3D-печать из файла CAD для нефункционального прототипа является относительно простым производственным процессом, запуск совершенно нового проекта разработки продукта — от концепции до производства — может быть более сложным, особенно если вы используете незнакомую технологию аддитивного производства. .

Понимание процесса 3D-печати

Процесс 3D-печати отличается от традиционных производственных процессов тем, что он включает постепенное добавление материала к детали. Обработка с ЧПУ, напротив, представляет собой субтрактивный процесс, поскольку детали формируются путем удаления материала с заготовки с помощью режущего инструмента, а литье под давлением включает впрыск некоторого количества расплавленного термопластика в предварительно отформованную камеру пресс-формы.

3D-технология ставит множество новых процедурных задач. Объем сборки 3D-принтеров, например, может потребовать разделения деталей на несколько сборок для последующей сборки, в то время как тепло, выделяемое во время экструзии материала, может вызвать деформацию некоторых деталей. Точно так же некоторые технологии 3D-печати включают производственные аспекты:моделирование наплавления (FDM), например, оставляет линии слоев на деталях, которые могут повлиять на внешний вид, а процесс HP Multi Jet Fusion (MJF) включает процесс охлаждения и очистки после печати. /Р>

Имея в виду эти факторы, вы можете сделать свой проект аддитивного производства (AM) более плавным и эффективным, зная, чего ожидать, когда вы начинаете производство. С этой целью мы составили пошаговое руководство по процессу аддитивного производства, включая сравнение аддитивных подходов к проектированию продуктов и схему рабочего процесса, на которой показаны решения, связанные с каждым из них.

Три подхода к процессу аддитивного производства

Хотя конкретные процедурные детали для деталей и продуктов различаются, существуют три общие категории, к которым относятся проекты аддитивного производства:

• Подход A:быстрое производство и прототипирование

Пример: У вас есть утвержденный CAD-файл для прототипа или детали, которая уже существует — и вам нужно получить деталь в течение 30 часов.

• Подход Б:изменение существующего дизайна для оптимизации AM

Пример: В настоящее время вы производите эту деталь с помощью литья под давлением, но считаете, что можете упростить свою цепочку поставок и исключить затраты на складирование, используя аддитивное производство для производства детали по запросу.

• Подход C:разработка новой детали или продукта с нуля для производства с использованием аддитивных технологий

Пример: У вас есть концепция новой детали, которую вы хотите производить с помощью аддитивного производства по одной из двух причин:невозможно изготовить деталь с использованием устаревших методов производства; экономические показатели аддитивного производства благоприятны для производства в малых и средних объемах

Какой подход к аддитивному производству мне подходит?

Разработка новой детали с нуля для аддитивного производства предлагает наилучшую возможность максимизировать как производительность, так и экономическую выгоду. Хотя это может занять больше времени, начать с «чистой страницы» — это способ полностью оптимизировать деталь, используя принципы проектирования для аддитивного производства (DFAM).

Большинство проектов, которыми мы занимаемся в Fast Radius, относятся ко второй категории:модификация существующего дизайна для оптимизации для AM. В этом сценарии компания уже производит деталь с использованием традиционных методов производства и хочет перейти на аддитивное производство.

Как во втором, так и в третьем подходе исходный файл будет проверен для полномасштабного производства в соответствии с вашими требованиями, что может потребовать комплексного процесса утверждения производственной детали (PPAP). После этого последующие заказы становятся простым, быстрым производственным процессом. Одним из существенных преимуществ использования поставщика AM, такого как Fast Radius, является то, что мы можем ускорить производственный цикл и доставить ваши детали иногда уже на следующий день.

Процесс аддитивного производства:этапы и решения

Три описанных выше подхода охватывают различные процессы разработки продукта. Мы наметили ключевые шаги и точки принятия решений в этих процессах на диаграмме рабочего процесса ниже. Помните:к какой бы категории ни относился предлагаемый вами проект, вам потребуется комплексная поддержка от вашего поставщика AM, чтобы обеспечить производство и доставку ваших деталей с требуемым уровнем качества, надежности и производительности.

Процесс модификации существующей детали для аддитивного производства

Шаг 1. Определите детали с сильным экономическим обоснованием для производства AM

Если вы хотите квалифицировать существующую деталь для промышленного аддитивного производства, первым делом необходимо убедиться, что для этого есть веская экономическая обоснованность.

Хорошей идеей будет найти такую ​​компанию, как Fast Radius, которая поможет вам определить детали, подходящие для процесса аддитивного производства с точки зрения бизнеса. Здесь хорошими кандидатами являются запасные части с высокой оборачиваемостью:хотя оригинальная деталь может быть изготовлена ​​с помощью литья под давлением, можно изготовить запасные части с теми же стандартами производительности с помощью аддитивных технологий. А поскольку добавка позволяет вам заказывать отдельные детали, вы также можете исключить расходы на складирование и внедрить программы инвентаризации, которые никогда не заканчиваются на складе.

Шаг 2. Создайте свою деталь

Когда запасные части модифицируются для производства AM, геометрия готовой детали должна идеально вписываться в существующую сборку.

В этих случаях реальная работа по проектированию заключается не в внесении значительных изменений в форму детали, а в выполнении незначительных модификаций конструкции для оптимизации аддитивного производства и обеспечения соответствия готовой детали критическим требуемым размерам. В ходе итераций проектирования, если деталь выходит за пределы допуска хотя бы по одному критическому размеру (т. е. линейному размеру зажима или зазора), вам потребуется перепроектировать или переориентировать деталь, чтобы получить стабильный размер. По сути, это означает, что необходимо начать с существующей конструкции и выполнить требуемый обратный инжиниринг, чтобы подготовить ее для аддитивного производства.

Шаг 3. Выбор материала и процесса

Перед производством вам необходимо определить материалы, которые подходят для вашего приложения, а затем сравнить технологии аддитивного производства, позволяющие производить детали с этими материалами.

Начните с требований к характеристикам, которые необходимы вашей детали (модуль, прочность на растяжение, прочность на сжатие и т. д.), а затем рассмотрите среду, в которой будет использоваться ваша деталь (воздействие элементов, внутри компрессора и т. д.). Используйте эти факторы, чтобы составить список подходящих материалов, а затем сравните преимущества и недостатки доступных технологий аддитивного производства.

Если для приложения допустимы несколько процессов и материалов, ваш производственный партнер может распечатать образцы деталей, изготовленных с использованием каждой из этих технологий, и позволить вам определить, какой из них вы предпочитаете для полномасштабного производства.

Шаг 4. Итеративный производственный дизайн и тестирование

После того, как вы выбрали список приемлемых материалов и процессов, можно приступить к процессу проектирования производства.

Важно, чтобы вы понимали и фиксировали переменные процесса 3D-печати, когда достигаете уровня точности размеров, производительности и внешнего вида, необходимого для полномасштабного производства. Для достижения желаемого результата может потребоваться несколько итераций, однако, как только у вас будет деталь, соответствующая вашим требованиям, подтвержденная любой необходимой проверкой или тестированием, вся производственная информация будет собрана в цифровой пакет, содержащий все необходимое для изготовления ваших деталей; в Fast Radius мы называем это сборочным пакетом. Сборочный пакет содержит всю необходимую информацию о параметрах печати, постобработке и упаковке, которая вам потребуется для обеспечения того, чтобы ваша деталь была произведена и доставлена ​​точно так, как вы ожидаете. Эта информация будет относиться к факторам, включая:

• Дизайн структуры поддержки
• Поддержка инструментов удаления
• Параметры обработки поверхности
• Время лечения
• Инструкции по зажиму и приспособлению

Все эти детали представляют собой способ проектирования отказов из процесса аддитивного производства. Пакет сборки, по сути, задает параметры, необходимые для того, чтобы любой сотрудник такой компании, как Fast Radius, мог надежно напечатать деталь в любой точке мира.

Шаг 5. Производство по запросу и реализация по всему миру

После того как ваша деталь будет одобрена, она будет готова к производству по требованию и доставке по всему миру.

Производство по требованию является ключевым преимуществом производства AM. По сути, это позволяет вам хранить свои детали в цифровом виде до тех пор, пока спрос не потребует производства, устраняя необходимость физического складирования большого количества запасных частей, которые будут продаваться и распределяться с течением времени. В Fast Radius мы максимизировали это преимущество эффективности и храним как ваши файлы деталей, так и связанные с ними пакеты виртуальных инструментов в нашем виртуальном хранилище.

Разработка и производство конечных деталей для аддитивного производства является итеративным процессом. Если в какой-то момент деталь не соответствует ожиданиям клиента — по производительности, точности размеров или внешнему виду — процесс разработки продукта может быть остановлен, чтобы инженеры могли определить точку отказа и найти способ ее устранения.

Начните процесс сегодня

Где бы вы ни находились в процессе проектирования аддитивного производства, Fast Radius может предоставить комплексную поддержку и экспертные знания в области аддитивного проектирования, необходимые для реализации вашей идеи на финишной прямой. Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы начать работу.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату