Produkcja addytywna zmienia nie tylko sposób, w jaki produkty trafiają do konsumenta, ale także formę i funkcję samych produktów. Dzięki wytwarzaniu przyrostowemu nie jesteś już ograniczany (tradycyjnymi) metodami wytwarzania.
Druk 3D rewolucjonizuje sposób, w jaki produkujemy. Nie tylko dzięki rozwojowi technologii i właściwości materiałów, ale przede wszystkim w obszarze projektowania. Rola designu w optymalizacji łańcucha dostaw i strategii biznesowej staje się kluczowa.
Jak zapewne wiesz, aby stworzyć części drukowane w 3D, musisz mieć projekt. Projektowanie na potrzeby wytwarzania przyrostowego (Design for Additive Manufacturing — DfAM) to koncepcja wymagająca umiejętności i wiedzy, aby w pełni wykorzystać potencjał druku 3D.
Czym jest DfAM i jakie oferuje korzyści dla twoich produktów? Od skomplikowanych geometrii po masową personalizację druk 3D wraz z dedykowanym projektowaniem zapewnia nową jakość wytwarzania.
Czym jest projektowanie dla wytwarzania przyrostowego, czyli DfAM?
DfAM to, najprościej ujmując, tworzenie projektów specjalnie do druku 3D, które różnią się znacznie od tych, opracowanych dla innych technik produkcyjnych (CNC, formowanie wtryskowe etc.).
Projektując do druku 3D, tworzysz plik, który musi być „zrozumiany” przez drukarkę 3D. Co więcej, wszystkie technologie wytwarzania przyrostowego mają swoją specyfikę — od FDM (Fused Deposition Modeling) po SLS (Selektywnego Spiekania Laserowego) czy MJF (Multi Jet Fusion), którą należy uwzględnić w procesie projektowania.
Inżynieria projektowa pozwala pójść jeszcze dalej, wykorzystując zaawansowane oprogramowanie do uzyskania zoptymalizowanych części. Druk 3D i projektowanie naprawdę zmieniają sposób myślenia i działania firm!
Umiejętności inżynierów i projektantów pozwalają na tworzenie tych projektów. Uzyskanie idealnego modelu 3D uwalnia pełen potencjał cyfrowej produkcji. Metody takie jak optymalizacja topologii, tworzenie innowacyjnych struktur — tzw. lattice structures, a nawet customizacja, są prawdziwym atutem dla wielu branż.
DfAM to nie tylko kwestia przekształcenia istniejącego projektu w celu wytworzenia go za pomocą wytwarzania przyrostowego, ale znacznie więcej. Projektowanie do druku 3D pozwala nie tylko na odtworzenie części lub całego obiektu, ale jego optymalizację i ulepszanie bez ograniczeń produkcyjnych istniejących w tradycyjnych metodach, takich jak formowanie wtryskowe lub obróbka CNC. Nie chodzi tylko o sam obiekt, ale również o proces — dzięki przemyślanemu projektowi można skrócić czas montażu i liczbę komponentów, oszczędzając w ten sposób czas i pieniądze.
Istotne jest również uwzględnienie właściwości materiału, z którego projekt ma być wytworzony – tworzywa sztucznego, żywicy lub metalu etc.
A na czym polega modelowanie 3D?
Modelowanie 3D jest jednym z najważniejszych elementów projektowania wspomaganego komputerowo. Jest ono powszechnie wykorzystywane w oprogramowaniu CAD i w dużym uproszczeniu polega na tworzeniu, a także modyfikowaniu obiektów geometrycznych w środowisku cyfrowym. Znacząco ułatwia proces projektowania, jak również usprawnia komunikację między wszystkimi uczestnikami procesu projektowego. Modelowanie 3D składa się z kilku etapów. Najważniejszymi są: tworzenie koncepcji, czyli dokładne przemyślenie projektu, a także zaplanowanie konkretnych działań; wizualizacje, czyli utworzenie i zaprezentowanie gotowego projektu; tworzenie prototypów, które pozwalają na dostrzeżenie wszelkich nieprawidłowości i dokonanie niezbędnych modyfikacji oraz wdrożenie gotowego projektu.
Modelowanie 3D jest wykorzystywane zarówno w projektowaniu obiektów, które będą wytworzone za pomocą druku 3D, jak i innych metod, np. obróbki skrawaniem.
Korzyści z projektowania dla wytwarzania przyrostowego
Jeśli produkcja addytywna ma tak wiele zalet, to głównie dzięki możliwościom projektowym, na jakie pozwala ta technologia.
- Swoboda projektowania
Dzięki procesowi wytwarzania przyrostowego możliwe staje się tworzenie części idealnie dostosowanych do wymagań. Jedną z głównych zalet wytwarzania przyrostowego jest swoboda projektowania. Ta technologia pozwala przesuwać granice produkcji i uwolnić się od ograniczeń tradycyjnych technik wytwarzania — na przykład obróbką skrawaniem nie można wytworzyć kieszeni o promieniu naroża mniejszym niż promień frezu walcowo-czołowego, a już addytywnie jak najbardziej.
- Adaptacja i elastyczność
Projektowanie na potrzeby wytwarzania przyrostowego może sprawić, że firmy staną się bardziej elastyczne. W jaki sposób? Można kontrolować i zmieniać wszystko — od projektu komponentów po produkowane ilości. Druk 3D oferuje możliwość wytwarzania na żądanie, kiedy dane części są potrzebne. Nie trzeba już przechowywać zapasowych lub zamiennych komponentów.
- Uproszczenie łańcucha dostaw
Zdolność adaptacji i elastyczność prowadzi do optymalizacji i uproszczenia całego łańcucha dostaw. Przykładem jest firma GE Aviation, która w 2017 roku wykorzystała Design for Additive Manufacturing do stworzenia silnika helikoptera z 16 części zamiast 900, co miało istotny wpływ na zmniejszenie złożoności łańcucha dostaw. Zamiast bazować na usługach 10 czy 15 dostawców, korzystali tylko z wytwarzania przyrostowego!
- Wartość dodana
Zoptymalizowane produkty wraz z całym łańcuchem dostaw stanowią wielką wartość dodaną dla firm i pomagają wyprzedzić konkurencję. Dlaczego tak jest? Ze względu na możliwość poprawy każdego etapu życia produktu — począwszy od rozwoju projektu, a skończywszy na wytwarzaniu wysokiej jakości gotowych przedmiotów.
- Oszczędność czasu i pieniędzy
Ilość użytego materiału, konstrukcje eliminujące procesy montażowe (konsolidacja części), szybkie prototypowanie — wszystkie te aspekty mogą pomóc zaoszczędzić czas. Druk 3D pozwala tworzyć części, których nie można wykonać w inny sposób, co skutkuje lepszymi komponentami i obniżeniem kosztów. Przykładowo — dzięki konsolidacji części prace montażowe zostają zredukowane, zwiększając w ten sposób wydajność produkcyjną.
Projektowanie 3D na zlecenie
DfAM może być dla wielu inżynierów czymś zupełnie nowym i wydawać się trudną koncepcją. Zrozumienie procesu druku 3D nie zawsze jest łatwe, niezależnie od tego, czy chodzi o wdrożenie go w istniejącym przepływie pracy, czy też jako nowej techniki produkcyjnej.
Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób ta technologia jest istotna dla Twojego projektu, warto skorzystać ze wsparcia specjalistów. Nasi projektanci podpowiedzą, jak wykorzystać AM w optymalizacji produkcji czy zbudowaniu bardziej wydajnego łańcucha dostaw itp. Dzięki swojej wiedzy i doświadczeniu już na etapie projektowania uwzględnią wiele istotnych czynników takich jak m.in. grubości ścian przygotowywanego modelu, jego strukturę wewnętrzną czy siły działające na dany element w realnych warunkach jego pracy.
Optymalizacja topologiczna i strukturalna
Druk 3D najczęściej wykorzystuje się w realizacji projektów, które mają być zoptymalizowane topologicznie. Dzięki swobodzie projektowania, jaką oferuje, sprawdza się na przykład w projektach konsolidacji części, które z powodzeniem można zrealizować na platformie AM3D.
Nasi inżynierowie pomagają również w wyborze odpowiedniego materiału do wytworzenia obiektu o określonej wytrzymałości, wprowadzając w modelu optymalizację strukturalną. Chodzi o między innymi tzw. lattice structures, dzięki którym obiekty charakteryzują się wysoką wytrzymałością i niską masą. Znajdują zastosowanie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i biomedycznym.
Nadawanie tekstury na powierzchni
Tekstura nie tylko wpływa na estetykę wydruku, ale zwiększa funkcjonalność części drukowanych w 3D. Dzięki niej można poprawić przyczepność, zwiększyć aerodynamikę i wrażenia dotykowe, albo po prostu spersonalizować produkt. Odpowiednia tekstura pozwala także naśladować wygląd innych materiałów, np. skóry lub drewna bez konieczności poświęcania cennego czasu na obróbkę detalu po zakończeniu produkcji.
Usługi modelowania 3D na platformie AM3D
Na platformie AM3D można zrealizować szeroką gamę projektów — od lekkich konstrukcji, gdzie poszukiwana jest redukcja masy, po innowacyjne systemy dla wszystkich gałęzi przemysłu. Projektowaliśmy między innymi systemy do prowadzenia kabli i mocowania elementów elektronicznych, unikatowe prototypy lub modele funkcjonalne, a także oprzyrządowanie, przymiary i uchwyty montażowe oraz inne pomoce produkcyjne, obudowy elektroniki, przewody wentylacyjne, rzeźby i wiele skomplikowanych części motoryzacyjnych.
Możemy również zaprojektować modele z teksturą na powierzchni, wprowadzając wzory lub perforacje w pliku CAD i drukować w 3D bezpośrednio z wybraną teksturą, bez względu na poziom jej złożenia lub skomplikowania.
Wybierz rozwiązanie z gwarancją profesjonalnej „obróbki” modeli w pełni dostosowanych do późniejszego przeznaczenia i przekonaj się, że warto zaufać fachowcom z bogatym doświadczeniem w tej branży!
