Проектирование под 3D-печать металлом , DMLM и DMLS

Проектирование под 3D-печать металлом , DMLM и DMLS 3d печать
проектирование под 3d-печать металлом , dmlm и dmls , статьи, 3d техника, блог top3dshop

Проектирование под 3D-печать металлом , DMLM и DMLS

Проектирование под 3D-печать металлом , DMLM и DMLS

Это простой драйвер, который поможет людям, начинающим осваивать 3D-печать. металлами И избежать обычных ошибок. в проектировании 3D-печатные металлические конструкции и аксессуары из металла .

Этот раздел посвящен технологиям лазерной обработки металлической пыли (DMLS и DMLM, а также другим технологиям печати). металлами Подробнее о других технологиях печати читайте в одной из предыдущих статей.

  • Введение
  • Процесс создания компонентов
  • Нормальные допуски
  • Параметры.
  • Сложность детали
  • Скорость производства
  • Большие объемы
  • Ограниченный размер конструкции
  • Подготовка и постобработка
  • Опора
  • Условия деформации
  • Расстояние между частями модели
  • Точность
  • Как используется эта информация

Введение

Трехмерная печать — это процесс добавления материала для создания трехмерного материала на основе цифровой модели, обычно добавление матов в слои.

Образцы 3d печати металлом

Непосредственное спекание металлическим лазером или сплавлением металлов (соответственно, прямое лазерное спекание металла и прямое лазерное сплавление металла — это методы 3D-печати, в которых лазер используется для избирательного нагрева мелких частиц металлической пыли, что приводит к их возгоранию или сплавлению в слои компонентов.

Процесс металлической 3D-печати и сырье для нее стоят недешево, при проектировании 3D-печатные изделия. из металла Важно избежать известных ошибок на этапе моделирования, которые могут привести к появлению дефектов.

Процесс создания компонентов

Традиционные методы обработки удаляют материал (абстрактная обработка) из детали, чтобы создать требуемую геометрию. Технология печати кубиками матраса позволяет создавать композиты с очень сложной геометрией и функциональной интеграцией, которых трудно достичь с помощью методов абстрактной обработки.

Печать металлом DMLS

Как работают 3D-принтеры DML

Процесс лазерной 3D-печати металлической пылью включает в себя различные этапы

  1. Подача материала. Поршень движется вверх и помещает пыль перед цилиндром.
  2. Добавляется один слой. Цилиндр проходит через зону построения и наносит слой пыли.
  3. Fireput. Лазер выполняет обжиг на пересекающихся участках каждой заготовки.
  4. Поршень в зоне пожаротушения перемещается вниз в зависимости от толщины слоя.
  5. Процедура повторяется до тех пор, пока все детали не будут охвачены огнем.
  6. Удаление элементов. Поршень в зоне пожаротушения перемещается вверх, позволяя удалить пластину с интегрированным зазором.

Результат печати металлом на принтере DMLS

Нормальные допуски

Для технологии DMLM/DMLS стандартный диапазон допусков составляет примерно ±0,05-0,07 мм на см. Ожидаемые диапазоны допусков могут отличаться в зависимости от используемого материала, алюминия или стали. Например, они могут варьироваться.

Несоответствия могут возникнуть из-за внутренних напряжений и геометрических свойств модели, возникающих в процессе печати.

Модели с более жесткими требованиями не подходят для этой процедуры. Ожидаемая шероховатость поверхности составляет от 3,8 до 10 мкм Ra, в зависимости от направления рисунка и используемого материала.

Металлические аксессуары с 3D-печатью

Параметры.

Технология позволяет создавать полностью функциональные компоненты из металлов Доступны такие сплавы, как кобальт, хром, нержавеющая сталь, титан и инконель, которые обычно наиболее востребованы в следующих областях применения

  • Короткие производственные циклы — от 1 до 3 дней.
  • Высокая сложность — в эту категорию входят детали, которые трудно или невозможно создать на фрезерном станке, например, специальные медицинские устройства, легкие или полые детали, а также изделия с художественным дизайном.
  • Быстрая или непрерывная смена изделий — эта технология подходит для создания прототипов и реинжиниринга, поскольку она не имеет недостатков, присущих обычным фрезерным станкам. проектирования Это объясняется отсутствием затрат на первоначальную подготовку, связанных с традиционным изготовлением.

3д печать металлом сложных структур

Сложность детали

Основное преимущество этого метода заключается в том, что можно производить изделия, которые невозможно изготовить с помощью традиционных технологий производства. строительства с помощью технологии 3D-печати. металлом Этот метод полезен, когда инженеры разрабатывают компоненты со сложной геометрией, такие как интегрированные соединения, удлиненные каналы, специальные контуры профиля и ячеистые структуры.

ячеистая 3в печать металлом

Технологии DMLM и DMLS позволяют изготавливать целые сборки, сокращая количество отдельно изготавливаемых компонентов, уменьшая время, необходимое для производства сборок, и снижая вероятность возникновения дефектов и отказов.

Легкие 3D-печатные конструкции

Когда вес компонента является критическим критерием при проектировании Там, где вес компонента является критическим критерием, использование субтрактивных процессов для изготовления ячеистых структур и легких компонентов значительно увеличивает время и стоимость производства, особенно при удалении большого количества материала. Технология 3D-печати для таких компонентов является оптимальным процессом с точки зрения времени и стоимости изготовления.

Скорость производства

Скорость — важный фактор при проектировании и строительстве. Экономическая целесообразность вывода продукта на рынок часто зависит от скорости, а скорость проведения любых испытаний, сертификации или исследований для целевого пользователя напрямую зависит от скорости создания прототипа.

Дополнительные технологии позволяют быстрее и эффективнее проводить экспертный анализ и создавать прототипы. Поэтому детали, изготовленные методами DMLM/DMLS, обычно используются на этапе тестирования продукции, в то время как конечный продукт производится более традиционными способами, такими как литье, штамповка и т. д.

3D-печатные детали также изготавливаются для тестирования функциональности конструкций, доработки качества продукции и замены ранее изготовленных деталей, которые больше не выпускаются серийно.

Для производства таких деталей не требуется никаких собственных инструментов, таких как пресс-формы, шаблоны, пуансоны или специальные измерительные приборы, что позволяет сократить время начала производства детали в десятки раз (в некоторых случаях от нескольких месяцев до нескольких дней). .

Большие объемы

 dmls промышленные образцы

Важное значение имеют предполагаемые объемы производства и возможные изменения детали в течение жизненного цикла изделия. Если конструкция детали стабильна, не меняется со временем, а объем производства высок, то традиционный процесс производства будет менее затратным. Это особенно актуально для простых изделий, геометрически недостаточно сложных, чтобы воспользоваться преимуществами 3D-печати.

Ограниченный размер конструкции

Модули DMLM/DMLS могут использоваться на платформах различных размеров. Наиболее распространены платформы размером примерно 100 x 100 x 76 мм и 250 x 250 x 300 мм. Принтеры по металлу с большими производственными камерами встречаются редко и стоят дороже.

 dmls зубные коронки

Подготовка и постобработка

 dmls в автопроме

Технология DMLM/DMLS как процесс 3D-печати ошибочно ассоциируется с простотой, которую подразумевают другие процессы 3D-печати. На самом деле подготовка чертежей перед отправкой данных на установку DMLM/DMLS для дальнейшей обработки может занять очень много времени. Все современные методы производства имеют подготовительный этап и этап последующей обработки. Например, станки с ЧПУ требуют программирования траектории инструмента, первоначальной настройки, резки и шлифовки, зачистки и полировки детали; перед отправкой данных в механизм DMLM/DMLS необходимо подготовить и создать опорную конструкцию, или опору, для детали. Этот этап может занимать до одного часа и определяет успех или неудачу всей работы.

Постобработка после процесса DMLM/DMLS включает в себя.

  1. Отделение детали (или деталей) от структурной пластины с помощью пилы, электроэрозионного станка или режущего инструмента с ручным приводом.
  2. Снятие кронштейнов с помощью ручного инструмента или инструмента с ЧПУ.
  3. Другие дополнительные шаги для завершения процесса включают
    • Шлифование
    • Выравнивание
    • Обработка: снятие рифления, фрезерование, доводка и нарезание резьбы.
    • Термические процессы.

Опора

 dmls поддержки

Детали, изготовленные методом прямой лазерной обработки (DMLM/DMLS), требуют наличия опорной конструкции. Это означает следующие «опоры».

  • Крепление элемента к конструкционной пластине,
  • уменьшение или устранение деформаций,
  • поддержка выступающих элементов в геометрии.

В отличие от других методов протезирования, использующих лазеры или пыль, с металлом Слои могут смещаться, если они не закреплены должным образом. Смещение фрагментов происходит из-за распространения нового слоя пыли по предыдущему слою или деформации крупных металлических фрагментов в процессе обжига. Смещение фрагмента в процессе его создания может привести к ошибкам печати и авариям оборудования. Еще одна функция опорных конструкций — поддержка выступающих геометрических элементов, которые не поддерживаются другими структурными элементами. Примерами таких элементов являются горизонтальные поверхности, большие отверстия (горизонтальные при печати), наклонные поверхности, банты и выступающие фрагменты.

Условия деформации

Деформация фрагментов вызвана распределением и расположением новых слоев и неравномерностью их охлаждения, либо тенденцией, созданной там во время печати под действием внешних сил. Очень тонкие фрагменты уязвимы для этих сил, что приводит к неточному воспроизведению предметов из-за нелегкого проектирования или крепления опорных конструкций.

Расстояние между частями модели

 dmls стоматология

В процессе DMLM/DMLS лазер используется для создания расплавленной массы, размер которой немного больше диаметра лазерного луча за счет тепловой диффузии окружающей пыли. Это приводит к тому, что геометрические элементы сплавляются ближе друг к другу. Расстояние между геометрическими элементами должно составлять не менее 0,4-0,5 мм, чтобы можно было удалить лишнюю пыль.

Точность

 dmls детали

Выступающие геометрические элементы сохраняют точность 20-150 мкм без дополнительной обработки. Углубления, такие как отверстия диаметром менее 50 мм, обычно немного меньше — 100-150 мкм. Качество поверхности зависит от материала, но необработанные элементы имеют шероховатость RA 2-5 мкм.

Как используется эта информация

Стоимость каждой печатной детали сильно зависит от ряда факторов, включая дизайн вспомогательных структур и способ их удаления. Минимизация этих структур позволяет сократить время создания изделия, время работы над изделием и объем постпроизводственной работы. проектирования Время создания произведения и объем постпродакшн-обработки. Лучший способ добиться этого — спроектировать геометрию изделия с максимально возможным количеством самоопор.

  • Конструкционные углы должны быть >30°.
  • Следует использовать выводы, выжигание, углы и геометрические элементы.
  • Следует применять элементы, способствующие уменьшению веса и объема.

Стоимость детали DMLM/DMLS во многом зависит от времени, необходимого для ее создания, и количества используемого материала. Важную роль в определении цены играет соотношение поверхности и объема детали. Деталь с меньшей массой требует меньше времени на создание, использует меньше материала и с большей вероятностью будет успешно напечатана с первого раза, что приведет к снижению цены.

Объем детали может быть уменьшен за счет изменения дизайна или использования других процессов изготовления, что значительно снижает общую стоимость аксессуара.

Оцените статью