Habár az autóipar, a repülőgépipar és az orvostudomány erősen átölelte, a fém 3D-nyomtatásnak még nem kellett teljes mértékben elérnie a gyártók, a terméktervezők és a mérnökök általános közönségét. Ugyanakkor a kisebb piacokon, például ékszerkészítésben kezd el találni helyét. Előfordulhat, hogy nem túl sokáig tart egy fém 3D-s nyomtatott rész a következő egyedi projektjéhez, de fontos megjegyezni, hogy a fém 3D nyomtatás tervezése nehézkes lehet.
A 3D nyomtatáshoz szükséges műanyag ismeretei nem tökéletesen lefordítanak 3D nyomtatási fémre. A CNC megmunkálásra tervezett alkatrész vagy egy másik szubtraktív gyártási folyamat nem egyszerűen fémből készült. A 3D-s nyomtatással rendelkező fémrész létrehozásához kifejezetten a fémek 3D nyomtatási eljárásához kell tervezni. Nyilvánvaló kijelentésnek tűnik, de meglepődtél. Ha érdekel a 3D-s nyomtatásra szánt fémrész tervezése, néhány gyakori buktató, amit el kell kerülni.
Különböző szabályok alkalmazandók a különböző fémporok esetében, de ezeknek a szabályoknak a betartása biztonságos tervezést tesz lehetővé:
Ha egy rés vagy lyuk túl kicsi, akkor fennáll annak a veszélye, hogy az oldalak összeolvadnak és kitölti a helyet. A hiányosságok és a lyuk minimális értékei a használt nyomtatótól, a nyomtatáshoz használt fémtől és az alkatrész geometriájától függenek. A 0,5 mm-es biztonság azonban minimális. A 10 mm-nél nagyobb lyukakhoz strukturális integritáshoz szükséges támaszok szükségesek.
A legkisebb vastagsága 0,5 mm, amit a fali 3D-s nyomtatás bármely pontján szeretne. Vékonyabb, mint ez, és a saját súlya alatt kockáztatod, hogy a fal összeomlik. A műanyag 3D nyomtatáshoz a minimális falvastagság kb. 1 mm.
Az alkatrész túlnyúlásai sem haladhatják meg a 0,5 mm-t. Továbbá a lefelé néző szerkezeteket úgy kell megtervezni, hogy azok 45 ° -nál nagyobbak legyenek a vízszintes (ez úgynevezett csonkaként), konkáv vagy domború formájúak, úgyhogy az alkatrész magában hordozható. Lehetőség van a tervezési szabályok túllépésére. Ehhez azonban támogatási struktúrákat kell hozzáadni.
Annak érdekében, hogy egy részt egy szubsztrátlemezhez tartsunk, szükséges a tartók. Ezek a hőelvezetés szempontjából is fontosak. A legtöbb fém kezelésével a vízszintes 45 fok alatti területeket a tervhez hozzáadott támasztékkal kell ellátni. Ez a hüvelykujjszabály azonban nem vonatkozik az összes fémre. Például a Ti64 (egy alfa-béta titánötvözet) lehetővé teszi, hogy olyan részeket tervezzenek, amelyek 30 fokos szöget zárnak be anélkül, hogy támogatnának.
Fotó: Star Rapid
A nyomtatás előtt figyelembe kell venni a rész tájolását. A 3D nyomtatás olyan alkatrészeket hoz létre, amelyek különböző szerkezeti tulajdonságokkal rendelkeznek.Az alkatrészek X és Y irányban nagyobb szakítószilárdsággal rendelkeznek, mint a Z irányban. Ez fontos annak a résznek a figyelembevétele, amely a végfelhasználás során nyomás- vagy stresszhatáson megy keresztül. Ez a különbség a tervezett vagy a nyomás alatt lévő részek között.
Esztétikai elem is van a részleges tájoláshoz. Ha egy alkatrész 3D-s nyomtatással rendelkezik, a lefelé néző felületeknek felületi felülete durvább lesz, mint a felülről nézve. A bonyolult kialakításokhoz az alkatrész-orientálást optimalizálni kell, hogy a tartók eltávolíthatók legyenek. Ez különösen igaz azokra, amelyek befolyásolják az alkatrész működését. A 3D nyomtatással ellentétben, ahol a hordozókat néha egyszerűen le lehet kapcsolni kézzel, a 3D-s nyomtatási fémnek a megmunkálás utáni megmunkálására van szükség. Ahol a tartóelemek érintkeznek az alkatrészekkel, akkor észrevehetőek lesznek, hacsak a munkadarab további megmunkálása nem történik meg a felület egyenletes felosztásához.
A tervezés szilárdságának biztosításához jelentős lépés az, hogy kutassuk a gépet, hogy az alkatrész épüljön fel, és hogy milyen anyag kerül felhasználásra. Míg az általános szabályok segítenek elkerülni a gyakori buktatókat, mindegyik gép és fémpor saját bonyolultságokkal rendelkezik, amelyeket fel kell számolni. Ezzel a tudással fegyveres lehet osztalékot fizetni.
A fém 3D nyomtatás tervezése harc lehet. Számos félreértés van a folyamat tervezéséhez. Az ipar elkezdte felismerni ezt, és ennek eredményeként a gyártók elkezdték magukra vonni magukat, hogy elkezdhessék oktatni a piacot videókkal, lépésről-lépésre szóló utasításokkal és egyéb erőforrásokkal. Egy gyors Google-keresés valószínűleg jó mennyiségű ingyenes tervet kínál az additív gyártási ismeretekhez. Oktatóinkat a Star Rapidról találjuk YouTube-csatornánkon.