Projetar para manufatura aditiva pode ser um desafio, mas também é um processo divertido e recompensador. Este guia discutirá dicas e truques para ajudá-lo a criar designs perfeitos para impressão 3D. Também veremos alguns benefícios da manufatura aditiva e como ela altera as operações de um negócio.
O que é manufatura aditiva?
A manufatura aditiva é uma tecnologia que constrói objetos adicionando sucessivamente material camada sobre camada até que o objeto seja criado. É mais comumente conhecido como impressao 3D. A tecnologia AM existe desde a década de 1980.
No início, era limitado em termos de materiais utilizáveis e do tipo de objetos que poderíamos criar devido às limitações de tamanho e forma do processo de impressão. Atualmente, existem vários Tecnologias de impressão 3D, máquinas e materiais disponíveis, o que significa que há muito poucos objetos que não podem ser fabricados com essa tecnologia.
Benefícios da Manufatura Aditiva Sobre os Processos Tradicionais de Manufatura
A manufatura aditiva traz uma série de benefícios. Eles incluem:
- Redução do lead time entre o projeto e o produto final.
- Maior liberdade de projeto.
- Maior precisão.
- Redução do desperdício de materiais.
- Flexibilidade na produção – por exemplo, lotes pequenos ou produções únicas podem ser economicamente viáveis.
Esses fatores tornam a manufatura aditiva ideal para pequenas empresas e nichos de mercado onde os processos de manufatura clássicos não seriam viáveis. Além disso, à medida que mais produtos são projetados com a fabricação aditiva em mente desde o início, provavelmente veremos uma redução no custo geral dos produtos e um aumento adicional na liberdade de design.
Como projetar para manufatura aditiva
Antes de começar a projetar para manufatura aditiva, você precisa considerar algumas coisas vitais. Vamos dar uma olhada.
1. Certifique-se de que o modelo 3D seja à prova d'água
Um dos benefícios do design para manufatura aditiva é que ele permite criar geometrias complexas que seriam impossíveis de alcançar com os métodos tradicionais de manufatura. No entanto, isso também significa mais oportunidades de água para entrar no projeto e causar problemas. Para garantir que seu modelo 3D seja à prova d'água, você precisará realizar algumas etapas extras durante o processo de design.
- Certifique-se de que todos os canais e vazios no projeto estejam vedados. Se houver alguma área onde a água possa entrar, adicione drenos ou outros recursos para ajudar a manter a água fora.
- Se você encontrar algum vazamento em seu projeto, poderá corrigi-lo adicionando ou movendo vértices até que a malha esteja completamente selada.
- Outra maneira de evitar vazamentos é usar uma malha de resolução mais alta. Isso criará uma superfície mais lisa com menor probabilidade de ter lacunas ou furos. Equilibre a resolução da malha com a complexidade do modelo. Se a malha for muito densa, será um desafio editar e deixar seu computador lento.
- Finalmente, considere o uso de materiais naturalmente resistentes à água, como certos tipos de plásticos ou metais. Essas precauções podem ajudar a garantir que seu modelo 3D resista à exposição à água.
2. Verifique o encolhimento e deformação
Em meio a toda a conversa sobre design para manufatura aditiva, é importante não perder de vista o fato de que o pós-processamento ainda é importante. Uma área que ainda precisa de atenção é o encolhimento e deformação (consulte Como evitar deformações em impressões 3D).
Os métodos tradicionais de fabricação são controlados por recursos de projeto, como chanfros e ângulos de inclinação. Mas com a manufatura aditiva, a orientação da construção pode afetar significativamente o encolhimento e a deformação. Como resultado, é essencial verificar esses defeitos antes de iniciar o processo de compilação. Isso pode evitar surpresas e garantir que suas peças atendam às especificações do projeto.
3. Considere as saliências
Ao projetar para manufatura aditiva, você deve ter em mente as saliências. As saliências ocorrem quando uma parte do desenho paira sobre o espaço sem suporte. Isso pode ser problemático porque o material é depositado camada por camada durante o processo de impressão. Nada embaixo suporta o material, que pode desmoronar e estragar a impressão.
Adicione suportes ao design para fornecer estabilidade durante a impressão. Alternativamente, o ângulo da saliência pode ser ajustado de modo que seja menos provável que entre em colapso. Contanto que você não ignore essa área ao projetar para manufatura aditiva, pode ter certeza de produzir impressões de alta qualidade.
4. Considere a força do modelo
Ao projetar para manufatura aditiva, é crucial considerar a força do modelo. Ao contrário dos métodos tradicionais de fabricação, a AM constrói peças camada por camada a partir de uma poça de líquido ou pó. Como resultado, essas peças podem ser mais fracas em certas direções e mais suscetíveis a quebras.
Para garantir que sua peça AM seja forte o suficiente para suportar as tensões do uso, é crucial considerar sua orientação durante o processo de design. Por exemplo, se você estiver projetando uma peça que sofrerá altos níveis de estresse em um determinado direção, considere orientar as camadas da peça para que elas sejam perpendiculares àquela direção.
Como resultado, os engenheiros da DfAM devem considerar cuidadosamente a resistência dos materiais que estão usando e o design da própria peça para criar produtos funcionais finais.
5. Confira a Resolução
Ao projetar componentes para manufatura aditiva, é essencial considerar a resolução do modelo. A resolução é um recurso menor que pode ser impresso com precisão e é limitado pelo tamanho do bocal de deposição e pela espessura da camada. Por exemplo, um modelo com resolução de 0,1 mm não poderá imprimir recursos menores que 0,1 mm.
Modelos de alta resolução são mais caros de produzir, mas podem ser essenciais para imprimir detalhes finos ou formas geométricas complexas. Ao escolher uma resolução para o seu modelo, é crucial equilibrar custo e precisão.
6. Considere os orifícios de escape
Ao criar um objeto com várias peças que precisam ser anexadas, os designers devem considerar que haverá vazios ou espaços entre as peças. Esses vazios podem causar problemas durante a impressão, pois prendem o ar e impedem que a peça se ligue corretamente à placa de construção. Uma maneira de resolver esse problema é incluir orifícios de escape no projeto.
Os orifícios de escape são pequenas aberturas que permitem que o ar e o excesso de material escapem durante o processo de impressão, evitando assim que o ar preso cause problemas durante o processo de impressão. Portanto, incluir orifícios de escape no projeto é crucial para qualquer pessoa interessada em projetar para manufatura aditiva.
7. Evite cortes e cantos afiados
O design é fundamental na impressão 3D. Um erro comum é projetar objetos com rebaixos ou cantos afiados. Esses recursos podem parecer bons na tela do computador, mas podem causar problemas durante a impressão. A razão é que impressoras 3D construir objetos uma camada de cada vez.
Se um objeto tiver um rebaixo, a impressora pode não conseguir colocar o material corretamente, resultando em uma peça fraca ou deformada. Os cantos afiados também podem causar problemas, pois são propensos a deformar ou quebrar durante a impressão. Portanto, é melhor evitar rebaixos e cantos afiados, optando por designs que você pode imprimir facilmente sem problemas.
Teste seu design antes de enviá-lo para a impressora
Agora que você sabe como projetar para manufatura aditiva, é importante testar seu projeto antes de enviá-lo para sua impressora 3D. Isso permitirá que você avalie como o projeto funciona no processo de manufatura aditiva e identifique possíveis problemas. É também uma excelente forma de ter uma ideia dos custos envolvidos na impressão 3D do seu produto.
Depois de testar seu design e ficar satisfeito com os resultados, você pode enviá-lo para a impressora. Com essas dicas valiosas em mente, você pode garantir que seu produto seja impresso corretamente e de acordo com suas especificações.
