Het herontwerp van de beugel zegt veel over de succesvolle toepassing van additieve productie van metaal. Afhaalmaaltijden: de ondersteunende structuur is de moeite waard!
Na het 3D-printen van de beugel werden vier onderdelen 3D-geprint op de bouwplaat. Het hier getoonde rasterpatroon zorgt voor een meer gelijkmatige verdeling van poeder door de eerste laag, waardoor een sterke hechting met het board wordt bereikt.
Dit onderdeel is de beugel. Het maakt gebruik van topologie-optimalisatie om dit formulier te bereiken. Vanuit dit perspectief kunnen we begrijpen dat additive manufacturing een manier biedt om complexe onderdelen te maken; additieve en topologie-optimalisatie worden gecombineerd; additief biedt een manier om moeilijk te bewerken materialen zoals titanium aan te pakken. Deze 3D-geprinte steiger illustreert ook de meer subtiele punten die belangrijk zijn voor de succesvolle toepassing van metaal AM, waaronder al het volgende:
1. Beugels zijn een belangrijke mogelijkheid voor additive manufacturing
We kunnen ons niet langer vervelen met haakjes. Beugels worden vaak beschouwd als een bijzaak, vaak ontworpen om simpelweg de lijn te volgen van het lid waar ze lid van zijn geworden. Maar steigers houden de structuren om ons heen bij elkaar en bepalen grotendeels hun kracht, veerkracht en integriteit. In het verleden hadden ingenieurs geen manier om de geometrie van stents te optimaliseren voor hun precieze beoogde prestaties, en zelfs als ze dat wel konden, hadden ze geen manier om die vormen te vervaardigen. Nu hebben ze beide: generatief ontwerp en topologie-optimalisatie, aangevuld met additive manufacturing. In een verscheidenheid aan industrieën en toepassingen stellen betere beugels ons in staat om de manier waarop componenten, behuizingen en containers in elkaar passen te verbeteren.
2. Topologie-optimalisatie breidt tabellen uit naar vreemde ruimtes
Dit specifieke haakje is een goed voorbeeld van hoe vreemd de geoptimaliseerde vorm kan zijn. Materials Science Corporation gebruikte zijn eigen in-house ontwikkelde topologie-optimalisatiesoftware om wiskundig te zoeken naar de vorm van ondersteuning die het beste voldeed aan de doelstellingen van het leger van lage massa en hoge stijfheid. Blijkt dat een haakje (terug naar het punt hierboven) echt niet saai is. De originele versie van deze beugel deed precies dat, ervan uitgaande dat beugels over het algemeen dezelfde ruimtelijke grenzen zouden moeten volgen als de vormen die ze verbinden. Topologie-optimalisatie toonde daarentegen aan dat de best presterende vorm van deze steiger een deel van zijn massa verspreidt in de ruimte die niet is aangeraakt door de vorige steiger. Naarmate additive manufacturing steeds gebruikelijker wordt,
3. Ondersteunende structuren kunnen een belangrijk onderdeel zijn van additive manufacturing
Ondersteuningsconstructies zijn niet alleen belangrijk in de hoeveelheid materiaal die wordt gebruikt (materiaal dat vervolgens schroot wordt), maar ook in de engineeringtijd die wordt besteed aan het ontwerpen van deze ondersteuningen. Volgens Dickman zijn de ontwerpuitdagingen voor geoptimaliseerde titanium beugels onder meer het aanpassen van de hoek van de beugels om kruisingen met andere delen van de gebouwgeometrie te voorkomen en ze beschikbaar te maken voor latere demontage, evenals het scheiden van de beugels in afzonderlijke groepen die ook demontage vergemakkelijken. Maar de tijd die is besteed aan het ontwikkelen van effectieve ondersteuning is de moeite waard, mede vanwege het volgende punt.
4. Ondersteuningsstructuur verwachte secundaire verwerking
Additieve metalen onderdelen zijn vaak machinaal bewerkte onderdelen, en dit geldt met name voor beugels, die (door hun aard) precies in de assemblage moeten passen. Goed ontworpen ondersteunende structuren voorspellen bewerkingsstappen, positionering en bevestiging van onderdelen om het werk te versnellen. Dit is het geval met de ondersteuningsstructuur voor dit werkstuk, die tijdens de bewerking als werkstukhouder voor het onderdeel fungeert. In feite bieden deze steunen de meest efficiënte werkopspanning die u zich kunt voorstellen, en beschermen anders kwetsbare onderdelen tegen klapperen.
5. Met additieven doet complexiteit geen afbreuk aan de reproduceerbaarheid
Dit laatste punt is de geheime saus van additieve fabricage, die de toepassing van additieve fabricage in productie van grotere volumes zal versnellen naarmate de efficiëntie van het additieve fabricageproces blijft verbeteren. Voor complexe onderdelen die op traditionele wijze worden vervaardigd, mogelijk door middel van vele nauwgezette stappen of instellingen, vertaalt het proces dat leidt tot de succesvolle fabricage van een onderdeel zich niet noodzakelijkerwijs in massaproductie van hetzelfde onderdeel. Bij toevoegingen is dit niet het geval. Voor additieven zijn er nog veel overwegingen, met factoren als materialen, machineparameters en ondersteunende structuren. Maar als het additieve proces eenmaal bewezen is, is het een eenvoudige zaak om zoveel onderdelen in hetzelfde proces te herhalen als de bouwmogelijkheden van de machine toelaten. Voor een beugel is het bijvoorbeeld net zo eenvoudig om vier onderdelen op een bouwplaat te produceren als één.
JR heeft een rijke werkervaring in 3D-printen en ons slagingspercentage is meer dan 98 procent, wat onlosmakelijk verbonden is met de samenwerking van onze professionele ingenieurs en technische afdelingen. Kies dus voor het 3D-printen van ons bedrijf en u zult een zeer bevredigende ervaring hebben.