적층 제조를 위한 설계가 대다수 기업에서 아직 채택되지 않은 이유가 여기에 있습니다. 전통적인 고정 장치 디자인은 우리가 그것을 만드는 기계의 기능과 한계에 의해 주도됩니다. 제조업체는 작업 현장 고정 장치를 만들기 위해 3축 CNC 또는 수동 공작 기계를 가장 자주 사용합니다.
시간과 비용 효율성을 위해 이러한 고정 장치는 매우 부피가 큰 경향이 있습니다. 제조사는 생산 장비에 소요되는 시간을 제한하고 고객의 제품을 만드는 데 더 많은 시간을 할애하기를 원하기 때문입니다. 이로 인해 기업은 최종 제품 생산의 중요성에도 불구하고 고정 장치 생산을 부가가치가 없는 활동으로 간주합니다.
이러한 제조업체가 결국 우리에게 오는 문제는 기계 시간(즉, 부분 리드 타임)과 사용 가능한 인력 자원의 부족입니다. 기계 공장에서 부품을 가져오는 리드 타임은 종종 몇 주 단위로 계산되며, 마침내 기계 시간을 확보하면 다른 작업을 방해하거나 지연하게 됩니다. 기계가 있으면 코드를 작성하거나 수동으로 작업을 수행할 기계공이 필요합니다. 따라서 작업을 수행할 수 있는 숙련된 작업자가 필요합니다.
우리는 일반적으로 유기적 기하학적 구조로 복잡한 부품을 제조하지만 종종 "판 위의 블록" 고정 장치 설계로 끝납니다. 그러나 이것은 의미가 있습니다. 우리는 기계에 소요되는 시간을 제한하기를 원하며 재고 재료는 일반적으로 사각 막대, 튜브 또는 시트로 제공됩니다. 이러한 현상 유지로 인해 긴 리드 타임, 시설 주변에 보관해야 하는 크고 부피가 큰 고정 장치, 인건비 및 기계 시간 비용을 고려할 때 부품 대 비용 비율이 높아집니다.
이러한 문제에 대응하여 많은 제조업체에서 추가 "빠른 수정" 솔루션을 채택했습니다. 그들은 내부 시간과 자원 문제를 해결하기 위해 적층 제조로 눈을 돌렸습니다.
설계를 변경할 필요 없이 프린터는 즉시 기계 작업장 대기열에 릴리스 밸브를 제공하고 밤낮으로 무인 작동으로 부품을 더 빠르게 회전시킵니다. 부품 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 재료를 사용하면서 수동 노동이 필요하지 않은 저렴한 고정물 생산이 가능합니다. 많은 경우 단단한 금속에 비해 즉각적인 인체공학적 개선을 제공합니다.
따라서 FDM의 제조 사용자에게 확인할 때 이러한 디자인을 많이 봅니다.
이것은 우리 고객 중 한 사람의 예입니다. 그들은 매년 알루미늄으로 12개의 고정물을 만듭니다. 그들의 가게는 항상 바쁘다. 그래서 그들은 결국 그들의 생산을 아웃소싱하게 된다. 현재의 방법으로 고정 장치 하나에 3,000달러가 넘는 비용이 들며 조달하는 데 4-6주가 걸립니다. 이 시나리오는 제조 회사와 이야기할 때 너무 일반적입니다.
견고한 ABS 3D 인쇄 고정 장치와 비교하십시오. 비용은 $190이고 생산하는 데 하루보다 조금 짧은 약 19시간이 소요됩니다.
가법 원리에 대한 설계를 적용하면 이러한 개선 사항을 한 단계 더 발전시킬 수 있습니다. 위에서 본 디자인을 사용하여 비용을 다시 $76로 낮추고 인쇄 시간을 11시간으로 줄일 수 있습니다. 이는 기존 디자인을 인쇄하는 것과 비교하여 60%의 비용과 42%의 시간 절약입니다.
최고의 디자인 사례를 살펴보기 전에, 저는 덧셈을 위한 디자인에 대한 몇 가지 오해를 살펴보고 사람들이 흔히 저지르는 두 가지 실수를 강조하고 싶었습니다.
"첨가를 위한 디자인"이라는 문구는 매우 광범위한 용어입니다. "제조를 위한 디자인"과 같은 용어에서 한 단계 아래로 생각할 수 있습니다. 때때로 사람들은 적층을 위한 디자인에 대해 질문할 때 혼란스러워 할 것입니다. 및 "어떤 기계를 사용하고 있습니까?"
모든 유형의 3D 프린터에는 고유한 모범 사례가 있기 때문에 이는 중요합니다. 현재 FDM, SLA, Polyjet, Binder Jet, DMLS 등과 같은 수십 가지 유형의 3D 프린터가 있습니다. 각각은 해당 하위 제품군 내에서 변형이 있습니다. 밀과 선반이 서로 다른 설계 원칙을 갖고 있는 것처럼 각 적층 시스템에는 고유한 규칙이 있습니다.
많은 사람들은 또한 적층 제조가 단점 없이 모든 문제를 해결한다고 가정합니다. 첨가제는 매우 다재다능하고 제조에 막대한 영향을 미쳤지만, 그것이 실현될 수 있는 완벽한 해결책은 아닙니다. 이에 대한 한 가지 예는 저렴하게 쉽게 구할 수 있는 구성 요소일 수 있습니다. 볼트, 나사 등과 같이 온라인에서 몇 센트에 구입할 수 있는 부품을 인쇄해 달라는 요청이 있었습니다. 3D 프린팅이 필요한 응용 분야와 대량 생산 부품이 더 나은 선택이 될 때를 이해하고 평가해야 합니다.
적층 제조를 위해 설계할 때 가장 흔히 볼 수 있는 두 가지 실수는 FDM 3D 인쇄 부품의 껍질을 벗기고 속을 비우는 것입니다. 충전이 없거나 극히 드문 경우가 아니라 재료 비용을 절감하기 위해 부품 형상의 중공 캐비티를 모델링하는 것을 의미합니다.
거의 매번 이것은 의도한 효과와 반대입니다. FDM 프린터에는 돌출부에 대한 지지 재료가 필요합니다. 설계자가 부품을 속이 비어 있거나 껍질을 벗길 때 지지 재료로 다시 채워야 하는 매우 큰 돌출부를 만드는 경우가 많습니다. 때때로 속이 빈 부품에는 인쇄가 완료된 후 제거할 수 없는 지지 재료가 있을 수 있습니다!
이 포격 예에서는 전체 재료 사용량이 약간 감소했지만 빌드 시간은 거의 한 시간 증가했습니다. 이는 모델과 고유한 지지 재료 사이를 전환하는 시스템이 두 재료 사이의 모든 레이어를 지속적으로 전환해야 하기 때문입니다.
다시 속을 비우면 전체 재료 사용량은 약간 감소하지만 인쇄 시간은 늘어납니다. 게다가 이 시나리오는 최종 인쇄물에서 절대 제거할 수 없는 갇힌 지지대를 만듭니다.
적층 제조(DFAM)를 위한 설계의 어려움과 오해를 이해했으므로 이제 FDM 프린터에서 사용할 수 있는 가장 쉽고 가장 일반적인 설계 규칙을 살펴보겠습니다.
45도 규칙이라고도 하는 이 규칙은 돌출부가 수직에서 45도 미만이면 FDM 부품에 지지대가 필요하지 않다고 명시합니다. 이것은 기존 부품에 대해 수행할 수 있는 가장 빠르고 쉬운 설계 변경 중 하나입니다. 서포트 재료 사용량을 줄이고 인쇄 시간을 줄입니다. 이 규칙에 대한 한 가지 중요한 참고 사항은 모든 재료가 컷오프로 45도를 사용하는 것은 아니라는 것입니다. 이것은 재료 유형에 따라 다르며 일반적으로 40도에서 60도 사이입니다.
부피가 큰 형상에서 재료를 제거하는 것은 일반적으로 엔지니어가 쉘 또는 중공 부품을 설계할 때 추구하는 것입니다. 3D 프린팅을 할 때 재료 사용량을 크게 줄일 수 있는 것은 사실이지만 우리가 어떻게 하는지를 염두에 두어야 합니다.
재료를 제거할 때 사용할 수 있는 트릭 중 하나는 결합 표면에 초점을 맞추는 것입니다. 부품이 고정 장치와 상호 작용할 위에 표시된 분홍색과 같은 접점을 디자인하는 것으로 시작합니다. 그 시점에서 디자인은 추가 강도 또는 일반적으로 경량화 여부에 관계없이 부품의 최종 목표를 기반으로 할 수 있습니다.
면에 의한 선택적 강도는 구조적 무결성을 유지하면서 경량 부품을 설계하는 데 사용되는 또 다른 도구입니다. GrabCAD Print를 사용하면 기본 CAD 형상을 가져올 수 있습니다. 얼굴과 몸과 같은 것들은 프로그램 내에서 참조될 수 있습니다. 개별 본체와 면을 선택하고 채우기 밀도와 벽 두께를 지정할 수 있습니다. 이렇게 하면 추가 강도가 필요한 곳에만 재료를 넣을 수 있으므로 전체 부품을 완전히 솔리드로 인쇄할 필요가 없습니다.
면에 의한 선택강도와 마찬가지로 본체에 의한 선택강도를 통해 사용자는 개별 CAD 본체 사이의 충전 레벨을 제어할 수 있습니다. 이것은 단순화된 예이지만 부품 내에 얇은 본체를 추가하여 구조적 리브를 생성하여 희소하고 가벼운 부품을 유지하면서 기계적 성능을 보장할 수 있습니다.
금속 인서트는 3D 인쇄 부품의 영역이 과도하게 마모되는 경우 탁월한 선택입니다. 전체 부품을 계속해서 다시 인쇄해야 하는 대신 너트, 와셔 또는 열 고정 나사 인서트와 같은 금속 인서트를 배치하면 부품 수명이 더 길어집니다.
너트 및 와셔와 같은 내장 인서트는 구멍이 배치될 CAD 형상으로 모델링되어야 합니다. 인쇄물에 와셔 또는 너트를 포함하려면 인서트가 배치될 구멍이 막히기 전에 한두 레이어를 일시 중지하도록 프린터를 설정하십시오. 이렇게 하면 프린터로 이동하여 삽입물을 넣고 인쇄를 다시 시작할 수 있습니다. 금속 표면에 직접 인쇄하는 경우 인쇄 품질을 보장하기 위해 금속 결합 표면에 아크릴 스프레이를 스프레이하는 것이 좋습니다.
열 세트 인서트는 베어 플라스틱이 견딜 수 없는 반복적인 나사산을 허용합니다. 이들은 납땜 인두를 사용하여 인쇄한 후 배치됩니다. 인서트가 배치될 구멍의 측면에 인서트가 물릴 수 있도록 약간의 여분의 단단한 재료를 남겨두는 것이 중요합니다. GrabCAD Print 내에서 사용하려는 인서트 크기를 지정할 수 있으며 소프트웨어는 자동으로 구멍 크기를 변경하고 추가 벽 재료를 제공합니다.
부피가 큰 고정 장치의 예로 돌아가서 이 부품을 인쇄하면 부품 수가 18개에서 1개로 줄어들고 조립 없이 제조할 수 있음을 알 수 있습니다.
더 복잡한 고정 장치가 필요한 사람들이 사용하는 또 다른 인기 있는 방법은 하이브리드 도구를 사용하는 것입니다. 이 하이브리드 도구는 금속 패스너, 유압, 호스 라인 및 고급 응용 분야에 필요한 기타 부착물과 같은 것을 통합합니다.
Genesis Systems의 이 예는 공기 라인과 금속 패스너를 통합하는 재설계된 3D 인쇄 도구 옆에 기존 제조된 팔 끝 도구를 보여줍니다. Genesis는 도구의 무게를 크게 줄여 이 애플리케이션에 더 빠르고 더 작고 저렴한 로봇을 사용할 수 있었습니다.
이 다음 예는 Ford에서 가져온 것입니다. 왼쪽의 원래 도구는 알루미늄으로 만들어졌으며 운전자가 컨버터블에 창을 설치하는 데 사용됩니다. 이 고정 장치는 알루미늄으로 만들어졌음에도 매우 부피가 컸습니다. 또한 제어되지 않으면 자동차의 도색 작업이 손상되어 지연과 추가 비용이 발생합니다. 오른쪽의 3D 인쇄된 재설계는 동일한 필요한 공기 라인과 패스너를 통합하는 동시에 지지를 위해 내부 리브를 활용합니다. 새로운 3D 프린팅 디자인의 무게는 7.5파운드 미만입니다.
모든 것을 정리하면서 다음과 같은 이야기를 나눴습니다.
<울> 3D 인쇄를 위한 디자인 최적화
개념에서 생산까지. CADimensions는 모든 단계에서 도움을 드릴 수 있습니다.
CADimensions 서비스3D 프린팅
적층 제조의 약속과 모든 것이 주문형 3D 인쇄가 얼마나 빨리 이루어지며 밝고 빛나는 미래가 도래할 것인지에 대해 많은 글이 작성되었습니다. 3D 프린팅은 이제 신발, 자동차, 심지어 집과 같은 다양한 품목에 존재합니다. 전통적인 감산 제조 및 생산은 3D 프린팅의 매력이 없지만 여전히 제조의 중추이며 비용을 낮추고 정밀도를 높입니다. 적층 및 감산 제조와 생산이 모두 공존해야 한다는 것은 분명하지만 이들이 합쳐질까요? 미래에는 두 가지를 구분하지 않고 하이브리드 제조에 대해 이야기할까요? 스포트라이트를 훔치는 3D 프린팅 이번
2016년 3월 15일 PCB 제조 및 조립 서비스 제공업체는 누군가의 아이디어를 현실로 만드는 막중한 책임이 있습니다. PCB 설계 및 제조 프로세스의 여러 단계에는 다른 파일과 정보가 필요합니다. 따라서 PCB 문서는 클라이언트가 원하는 것을 정확히 제조업체에 전달하는 데 도움이 됩니다. 또한 필요한 정보를 미리 준비하면 전체 처리 시간을 단축할 수 있습니다. 이를 통해 더 쉽고 빠르고 정확한 견적을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 오류 없는 PCB 설계 및 제조를 보장합니다. PCB 설계를 위한 중요한 문서 항목 인쇄 회
