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面向增材製造的四個關鍵設計原則

發佈時間：2022/11/25
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【概要描述】面向增材製造的設計(DfAM)是設計零件或產品的實踐，它利用了增材製造(AM)的自由，同時遵守工藝限制。所有設計者的目標應該是在最大化組件的功能和品質的同時，最小化生產時間、成本和內置故障的風險。我們根據DfAM的四個關鍵原則提供培訓和諮詢。對這些原則的理解有助於設計人員創造新的設計，充分利用AM的優勢，並為器件帶來商業成功的最佳機會。

1.設計正確的增材製造(AM)流程

DfAM的四個關鍵原則中的第一個是為正確的AM流程進行設計。這一點很重要，因為AM有許多不同的類別，甚至有更多的流程。每個不同的過程都有不同的特徵。這些包括以不同的生產規模、不同的成本和不同的幾何複雜性生產零件的能力。

為了能夠設計正確的AM流程，您需要對大多數AM流程的優缺點有很好的理解並將它們與正在製造的零件的幾何形狀相匹配。

瞭解如何最好地應用設計指南，例如上面說明的指南，對於充分利用單個增材製造技術的優勢是必要的。

DfAM的最重要的元素之一是知道過程的幾何限制。幸運的是，一些組織已經制定了設計指南，可以為您提供限制的大概數字，例如每臺機器可以生產的最小特徵尺寸、最大懸垂角和最小壁厚。

瞭解如何最好地應用設計指南，例如上面說明的指南，對於充分利用單個AM技術的優勢是必要的。

為正確的AM工藝開發設計的關鍵是應用這種設計約束的知識來最大化元件的性能。例如，如果您正在設計熱傳遞或電磁功能，那麼基本方程將告訴您最小化壁厚可以最大化部件的性能。作為設計師，瞭解最小壁厚、零件成本和生產規模之間的平衡將使您能夠用正確的AM工藝匹配想要創建的幾何形狀。

2.最小化使用的設計

DfAM的四個原則中的第二個是最小材料使用的設計。通常在AM中，我們認為最少的材料使用只在需要輕質部件的行業中有用。然而，AM中的材料使用也與構建時間和印刷成本相關。

如果您正在設計一個使用AM生產的零件，那麼您應該努力使用最少的所需材料來成功列印該零件。重要的是要記住，印刷品中使用的材料是所需功能材料和成功構建所需的任何附加支撐材料的組合。因此，要成功地設計最少的材料用量，您需要掌握允許您在最終零件中最大限度地減少材料用量的方法。這種技術的例子包括拓撲優化和網格結構設計。

像這種回轉體這樣的晶格結構是減少零件材料用量的一種好方法。但是，晶格也可以用於定制零件的功能屬性，以提高它們的整體性能。

您還需要瞭解儘量減少支持材料的技術。在本課程中，我們將討論其中的四個方面:

更改構建方向

創建自支撐幾何圖形

添加45度倒角

將零件分割成幾個可以重新組裝的元件

3.為改進功能而設計

第三，我們需要最大化AM能給我們的機會。為了實現這一點，我們將研究DfAM的第三個原則，即改進功能的設計。為了利用AM的優勢，我們必須看看這一過程可以實現哪些其他技術無法實現的目標。

實現這些的某些方法包括使用選項，如部件定制、用於加熱或冷卻的內部流體通道、增加部件的表面紋理。所有這些方法將AM從生產零件的替代方法擴展到生產零件的唯一方法。

內部結構，如該熱交換器內的螺旋通道，真正利用了AM的優勢。像這樣的零件實際上不可能用任何其他製造方法來製造。

為改進功能而設計也是證明AM業務案例合理性的必要條件。提高零件功能的優勢在於，使用AM生產零件(尤其是金屬粉末床工藝)的較高前期成本可以在產品的整個生命週期內分期償還。

4.零件整合設計

最後一個原則是為零件整合而設計。一般來說，AM的主要優勢之一是能夠將組件整合成更少數量的零件，甚至在某些情況下，整合成單個整體零件。

您可能希望整合零件的一些原因包括減少固定件的數量、減少所需的庫存、降低交付或零件報廢的風險，以及最終減少組裝時間和成本。

選擇零件整合的最佳應用具有挑戰性。像這種集熱器這樣的零件作為這種零件的附加製造工作得很好，減少了對下游焊接過程的需要，該過程需要熟練的焊工和接合工，並且減少了對夾具和固定裝置的需要。

然而，部分整合並非沒有挑戰。零件的合併意味著必須仔細考慮組裝和維護。隨著我們努力建設一個更加可持續的世界，維修和維護零件的能力至關重要，作為設計師，我們必須小心不要在設計過程中損害這一點。

文摘來源於網路

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面向增材製造的四個關鍵設計原則

分類：新聞活動
發佈時間：2022-11-25 10:00
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面向增材製造的設計(DfAM)是設計零件或產品的實踐，它利用了增材製造(AM)的自由，同時遵守工藝限制。所有設計者的目標應該是在最大化組件的功能和品質的同時，最小化生產時間、成本和內置故障的風險。我們根據DfAM的四個關鍵原則提供培訓和諮詢。對這些原則的理解有助於設計人員創造新的設計，充分利用AM的優勢，並為器件帶來商業成功的最佳機會。

1.設計正確的增材製造(AM)流程

DfAM的四個關鍵原則中的第一個是為正確的AM流程進行設計。這一點很重要，因為AM有許多不同的類別，甚至有更多的流程。每個不同的過程都有不同的特徵。這些包括以不同的生產規模、不同的成本和不同的幾何複雜性生產零件的能力。

為了能夠設計正確的AM流程，您需要對大多數AM流程的優缺點有很好的理解並將它們與正在製造的零件的幾何形狀相匹配。

瞭解如何最好地應用設計指南，例如上面說明的指南，對於充分利用單個增材製造技術的優勢是必要的。

DfAM的最重要的元素之一是知道過程的幾何限制。幸運的是，一些組織已經制定了設計指南，可以為您提供限制的大概數字，例如每臺機器可以生產的最小特徵尺寸、最大懸垂角和最小壁厚。

瞭解如何最好地應用設計指南，例如上面說明的指南，對於充分利用單個AM技術的優勢是必要的。

為正確的AM工藝開發設計的關鍵是應用這種設計約束的知識來最大化元件的性能。例如，如果您正在設計熱傳遞或電磁功能，那麼基本方程將告訴您最小化壁厚可以最大化部件的性能。作為設計師，瞭解最小壁厚、零件成本和生產規模之間的平衡將使您能夠用正確的AM工藝匹配想要創建的幾何形狀。

2.最小化使用的設計

DfAM的四個原則中的第二個是最小材料使用的設計。通常在AM中，我們認為最少的材料使用只在需要輕質部件的行業中有用。然而，AM中的材料使用也與構建時間和印刷成本相關。

如果您正在設計一個使用AM生產的零件，那麼您應該努力使用最少的所需材料來成功列印該零件。重要的是要記住，印刷品中使用的材料是所需功能材料和成功構建所需的任何附加支撐材料的組合。因此，要成功地設計最少的材料用量，您需要掌握允許您在最終零件中最大限度地減少材料用量的方法。這種技術的例子包括拓撲優化和網格結構設計。