Làm thế nào để sử dụng thiết kế tạo ra để sản xuất phụ gia và trừ

Thiết kế sáng tạo giúp chúng tôi tìm ra những cách mới để giải quyết các vấn đề về kỹ thuật và thiết kế sản phẩm. Nó giúp chúng tôi khám phá những gì nằm ngoài ranh giới thiết kế truyền thống – đặc biệt là khi giảm trọng lượng, đạt được độ cứng cao và sử dụng vật liệu tối thiểu là những mục tiêu quan trọng.

Xem thêm: In 3D so với ép phun

Nhiều người vẫn xem thiết kế tổng hợp như một công cụ để tạo ra các thiết kế chỉ có thể được sản xuất bằng cách sử dụng sản xuất phụ gia. Mặc dù điều đó có thể đúng ban đầu, nhưng nó không còn đúng nữa. Thiết kế tạo ra có thể tối ưu hóa các giải pháp phù hợp với nhiều kỹ thuật sản xuất.

Xem thêm: Vật liệu nào có thể được in 3D?

Cụ thể, thiết kế tổng hợp có thể cung cấp các thiết kế sẵn sàng sản xuất để cắt 2D, gia công CNC 2,5 trục, 3 trục, 5 trục và thậm chí là đúc khuôn. Hãy xem xét kết quả của nghiên cứu thiết kế chung này. Tất cả đều là các tùy chọn thiết kế hợp lệ, mỗi tùy chọn phù hợp với một phương pháp sản xuất cụ thể. Và tất cả đều được sản xuất từ ​​một thiết lập duy nhất trong thiết kế chung.

Khả năng rộng lớn đó rất thú vị vì các kỹ thuật cộng và trừ thường được coi là loại trừ lẫn nhau. Như chúng ta sẽ thấy ở đây, kết hợp các phương pháp cộng và trừ với thiết kế chung có thể rất có lợi.

Sản xuất phụ gia thường bị hạn chế bởi thực tế là phần nhô ra không được hỗ trợ không chỉ không mong muốn mà thậm chí có thể không thực hiện được.

Ví dụ, với máy in 3D Fused Filament Fabrication (FFF), giờ đây có thể sử dụng các sợi vật liệu được tải dày đặc với bột kim loại được mang trong chất kết dính polyme. Sử dụng các vật liệu này, các bộ phận có thể được in 3D trên máy tính để bàn và sau đó được đưa qua quy trình khử liên kết và thiêu kết xúc tác để tạo ra phần kim loại cuối cùng có mật độ rất gần 100%.

Nhưng vật liệu tôi muốn sử dụng, BASF Forward AM Ultrafuse 316L, không có vật liệu tương thích để hỗ trợ tháo rời, vì vậy không thể thực hiện phần nhô ra. (Các khu vực nhô ra cũng có thể gây ra các vấn đề với sự ổn định của bộ phận trong quá trình khử ràng buộc và thiêu kết.)

Để giải quyết vấn đề này, tôi đã sử dụng ràng buộc gia công CNC 2,5 trục trong Fusion 360. Khi chỉ định mục tiêu sản xuất cho gia công CNC 2,5 trục trong thiết lập nghiên cứu thiết kế chung, bạn có thể xác định đường kính dao tối thiểu. Thông thường, bạn sẽ chỉ định kích thước thực tế của công cụ của mình, nhưng phần mềm không giới hạn bạn với các công cụ trong cuộc sống thực. Nếu bạn cần tạo một giải pháp cho in 3D FFF, bạn có thể chọn 0,4 mm để thể hiện đường kính của vật liệu đùn ra từ vòi phun.

Đây là một nghiên cứu mà tôi đã thực hiện để thiết kế một cánh tay kẹp:

Tôi thiết lập nghiên cứu và đưa vào ràng buộc 2,5 trục khi biết rằng tôi sẽ sử dụng chế tạo phụ gia. Tôi đặt đường kính dao ở mức khá khiêm tốn là 2 mm (mặc dù sẽ sử dụng đầu phun 0,6 mm) và đặt độ dày thành ống ở mức 2,5 mm để tạo điều kiện sử dụng được cho in 3D. Hướng dao được đặt tại Z để đảm bảo không tạo ra phần nhô ra.

Đây là một trong những giải pháp được tạo ra, có vẻ đáng được nghiên cứu thêm. Tôi đã xuất kết quả này và chỉ thực hiện những thay đổi nhỏ trước khi in 3D.

Kết quả là một bản in 3D đơn giản, không hỗ trợ bằng Ultrafuse 316L trên máy Ultimaker S5. Các bản in 3D này sau đó được đưa qua quy trình khử ràng buộc và nung kết để hoàn thiện với phần thép không gỉ 316L được thiết kế chung được sản xuất thành công bằng máy in 3D để bàn.

Bạn đang chờ đợi điều gì? Mở Fusion 360 và trở thành một “người khám phá thiết kế” bằng cách sử dụng tất cả các công cụ mà thiết kế chung cung cấp. Xem cách bạn có thể kết hợp các mục tiêu sản xuất cộng và trừ và khám phá những lợi ích của thiết kế tổng hợp ngay hôm nay.