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3d打印設計

來源:鄭州峻宸三維打印科技有限公司 網址:www.aizibingjiancha.com 發布時間:2018-05-30

  增材制造技術在加速發展并成為一種強大的生產技術,一個明顯的差距是大多數的設計工程師是在傳統的減材制造教育中成長的,轉換這一思維模式將需要花費很多努力。不僅僅是調整一些規則,而是完整的教育和實踐的演變。當設計師被要求通過3D打印實現創造性和創新性時,全新的設計思路就需要圍繞著符合產品功能的要求以及滿足增材制造技術的特點來展開。
  



  設計注意事項:
  
  1、為增材過程而設計
  
  當前增材制造的設計過程通常從現有的設計開始,特別是當有了對當前零件實現輕量化的需求時。零件的選擇過程、材料選擇和工藝選擇這些本身就是一個課題。
  
  2、材料的性質不同
  
  增材制造合金的性能不等同于鍛造合金或鑄造合金,增材制造材料有著自己的設計體系,由于增材制造過程中遇到溫度梯度變化,材料性能和微觀結構可以是各向異性的。熱處理可以改變微觀結構,使其變得更加各向同性,但一些方向上不同的幾何效應可能仍然存在。根據3D科學谷的市場研究,重要的是理解材料/工藝的組合選擇。甚至是成型方向對于加工的結果都會帶來明顯的影響。
  
  3、考慮后處理
  
  增材制造需要考慮兩種類型的CAD模型,一種是最終的幾何形狀,包括基準的確定、加工尺寸公差要求、表面光潔度要求等。另一個同樣重要的CAD模型是供3D打印設備識別加工的模型,這個模型中可補孔、可增加支撐結構、增加加工余量。
  
  4、加工、去粉的優勢和劣勢
  
  在設計零件的時候,一個重要考慮因素是如何去除粉末。電子束熔煉(EBM)最好的做法是需要在基臺上建造一定的余量,特別是如果零件有嚴格的幾何形狀要求。不銹鋼板可能會影響建造的前幾層,所以留至少3mm至5mm的部分用作建造余量,這3mm到5mm可以作為支撐結構被去掉。
  
  5、表面光潔度補償
  
  表面光潔度也取決于零件表面的建構方向,頂面可以相對光滑,垂直的表面通常比較粗糙但具有一致的光潔度,與基臺所呈角度越趨向90°,表面越粗糙。一般來說可以通過優化粉末和激光參數,提高表面光潔度。不過粉末顆粒大小、激光功率、以及加工時間和表面光潔度之間存在著一定的相互制約,這需要全方面的權衡。
  
  為了達到要求的表面光潔度,可以通過后期的機加工來完成,這就需要考慮材料的去除率和補償,例如,如果需要去除1.25px的厚度,在設計的時候就需要添加1.25px。以便后處理后, 零件將符合要求的尺寸公差。
  




  優化設計步驟:
  
  1、拓撲優化
  
  確定概念設計。
  
  2、后拓撲結構設計
  
  包括模型光順處理、實體化、點陣結構設計等。
  
  3、設計驗證
  
  對設計方案進行性能仿真,確定其符合設計要求。
  
  4、參數優化
  

  在設計驗證的基礎上進一步進行詳細的設計優化和定型。




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