Amerykańskie stowarzyszenie ASME (The American Society of Mechanical Engineers) niedawno opublikowało zaktualizowany standard dla druku 3D, oparty w dużej mierze na badaniach przeprowadzonych przez Narodowy Instytut Standardów i Technologii (National Institute of Standards and Technology NIST), który obejmuje język dotyczący wytwarzania przyrostowego.
Norma, zatytułowana Y14.46 Product Definition for Additive Manufacturing, określa ważne cechy charakterystyczne dla druku 3D oraz sposób, w jaki należy je dokumentować.
Wytyczne mogą pomóc inżynierom z różnych branż w bardziej efektywnym komunikowaniu się z producentami, inspektorami jakości oraz pozostałymi osobami odpowiedzialnymi za produkt. Jego powszechne przyjęcie może usunąć trwałą przeszkodę w stosowaniu druku 3D na większą skalę, uwalniając korzyści środowiskowe i ekonomiczne związane z tą technologią.
Specyfikacje modeli 3D do wytwarzania addytywnego
Dzięki produkcji subtraktywnej, która jest powszechną metodą produkcji, maszyny wycinają części z bloków surowca zgodnie z instrukcjami, które można przedstawić na cyfrowym lub fizycznym rysunku 2D. Natomiast produkty wytwarzane addytywnie powstają warstwa po warstwie, tworząc określony kształt, który może powstać tylko w ten sposób.
Oprócz wytwarzania mniejszej ilości odpadów niż metody subtraktywne, druk 3D pozwala również na projekty o większej złożoności, takie jak te, które nie są całkowicie pełne, ale częściowo puste — o strukturze kratownicowej, przybierającej różne formy. Wytwarzanie przyrostowe otworzyło drzwi dla wielu unikalnych możliwości projektowych, ale ta swoboda stwarza również wyzwania w ich komunikowaniu.
Począwszy od sekcji o nazwie geometria uzupełniająca, norma wymienia często krytyczne koncepcje (dla części AM) identyfikacji wymaganego kierunku budowy, kierunku grawitacji, powierzchni zewnętrznych (które mogą, ale nie muszą być płaskie) i poziomu wypełnienia części, co jest istotne w zdefiniowaniu strefy tolerancji na zewnętrznej powierzchni lub w obszarze wewnętrznym.
Następna sekcja, wymagania dotyczące definicji produktu i procesu, dotyczy wielu aspektów zarówno projektu (np. określenie wymaganych tolerancji powierzchni w różnych obszarach części), jak i procesu (np. w przypadku części SLS i MJF należy zminimalizować możliwość wypaczeń powstałych na skutek minimalnych różnic temperatury wewnątrz komory roboczej na jej brzegach w stosunku do środkowej powierzchni). Definicje modelu mogą nawet określać pozostawienie strefy „bez budowania” wokół części, gdy jest ona zagnieżdżona w kompilacji wieloczęściowej.
W ramach właściwości związanych z procesem uwzględnia się grubość warstwy, wzory wypełnienia i struktury podporowe. Ponieważ struktury podpór odgrywają kluczową rolę w wytwarzaniu akceptowalnej części, istnieje sporo wskazówek dotyczących określania, gdzie są wymagane a gdzie nie oraz w jakim stopniu. Kolejny podrozdział pokazuje, jak określić lokalizację i orientację danej sekcji/segmentu.
Druk 3D ma kilka wyraźnych zalet w porównaniu z bardziej ugruntowanymi metodami produkcji, ale nie jest jeszcze masowo wdrażany. Jednym z powodów był brak fundamentalnego sposobu przekazywania pomysłów projektowych – luka, która została wypełniona dzięki wysiłkom ASME i NIST.
Jeśli zostanie przyjęty przez głównych graczy w branży produkcyjnej, może poprawić komunikację w druku 3D, potencjalnie przyczyniając się do bardziej zrównoważonego i wydajnego przemysłu wytwórczego w przyszłości.