3d打印设计

来源:郑州峻宸三维打印科技有限公司 网址:www.zzjc3d.com 发布时间:2018-05-30

  增材制造技术在加速发展并成为一种强大的生产技术,一个明显的差距是大多数的设计工程师是在传统的减材制造教育中成长的,转换这一思维模式将需要花费很多努力。不仅仅是调整一些规则,而是完整的教育和实践的演变。当设计师被要求通过3D打印实现创造性和创新性时,全新的设计思路就需要围绕着符合产品功能的要求以及满足增材制造技术的特点来展开。
  



  设计注意事项:
  
  1、为增材过程而设计
  
  当前增材制造的设计过程通常从现有的设计开始,特别是当有了对当前零件实现轻量化的需求时。零件的选择过程、材料选择和工艺选择这些本身就是一个课题。
  
  2、材料的性质不同
  
  增材制造合金的性能不等同于锻造合金或铸造合金,增材制造材料有着自己的设计体系,由于增材制造过程中遇到温度梯度变化,材料性能和微观结构可以是各向异性的。热处理可以改变微观结构,使其变得更加各向同性,但一些方向上不同的几何效应可能仍然存在。根据3D科学谷的市场研究,重要的是理解材料/工艺的组合选择。甚至是成型方向对于加工的结果都会带来明显的影响。
  
  3、考虑后处理
  
  增材制造需要考虑两种类型的CAD模型,一种是最终的几何形状,包括基准的确定、加工尺寸公差要求、表面光洁度要求等。另一个同样重要的CAD模型是供3D打印设备识别加工的模型,这个模型中可补孔、可增加支撑结构、增加加工余量。
  
  4、加工、去粉的优势和劣势
  
  在设计零件的时候,一个重要考虑因素是如何去除粉末。电子束熔炼(EBM)最好的做法是需要在基台上建造一定的余量,特别是如果零件有严格的几何形状要求。不锈钢板可能会影响建造的前几层,所以留至少3mm至5mm的部分用作建造余量,这3mm到5mm可以作为支撑结构被去掉。
  
  5、表面光洁度补偿
  
  表面光洁度也取决于零件表面的建构方向,顶面可以相对光滑,垂直的表面通常比较粗糙但具有一致的光洁度,与基台所呈角度越趋向90°,表面越粗糙。一般来说可以通过优化粉末和激光参数,提高表面光洁度。不过粉末颗粒大小、激光功率、以及加工时间和表面光洁度之间存在着一定的相互制约,这需要全方面的权衡。
  
  为了达到要求的表面光洁度,可以通过后期的机加工来完成,这就需要考虑材料的去除率和补偿,例如,如果需要去除1.25px的厚度,在设计的时候就需要添加1.25px。以便后处理后, 零件将符合要求的尺寸公差。
  




  优化设计步骤:
  
  1、拓扑优化
  
  确定概念设计。
  
  2、后拓扑结构设计
  
  包括模型光顺处理、实体化、点阵结构设计等。
  
  3、设计验证
  
  对设计方案进行性能仿真,确定其符合设计要求。
  
  4、参数优化
  

  在设计验证的基础上进一步进行详细的设计优化和定型。




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