Débloquer le plein potentiel de la fabrication additive avec des principes de conception intelligents

Bien qu'il soit possible d'utiliser la fabrication additive pour reproduire une pièce existante qui est produite en utilisant des méthodes traditionnelles, ce n'est pas la meilleure utilisation de la fabrication additive. Pour maximiser la performance d'une pièce, les économies de coûts et l'utilisation du matériau, il est préférable de la concevoir à partir de zéro avec les opportunités et contraintes uniques de l'additif en tête. Ou, en d'autres termes, vous devriez créer votre produit en utilisant les principes de conception pour la fabrication additive (DFAM).

La DFAM s'appuie sur la même idée que la conception pour la fabricabilité (DFM) — intégrer la planification de processus et le développement de produit. Mais au lieu d'optimiser un produit pour le moulage par polyuréthane ou le moulage par injection, la DFAM optimise un produit pour la fabrication de qualité production avec les technologies additives en analysant les facteurs en compétition pour développer la conception la plus efficace.

La fabrication additive n'est pas aussi simple qu'appuyer sur imprimer, surtout quand on utilise les principes DFAM pour concevoir une pièce pour une qualité industrielle tout en minimisant les coûts de production. Mais les pièces résultantes rencontrent la performance des pièces fabriquées traditionnellement tout en réduisant les délais, éliminant les coûts d'outillage et maximisant la flexibilité de conception. Tirer parti des directives DFAM tôt dans le processus de développement de produit permet aux équipes de conception de produit d'optimiser leurs conceptions pour capturer la valeur de la fabrication additive.

Voici quelques principes communs de DFAM à considérer lors du saut de la fabrication additive pour le prototypage à la fabrication additive pour la production :

Minimiser les porte-à-faux et réduire la dépendance aux supports

Chaque tranche successive de votre pièce pendant qu'elle s'imprime (par exemple, en FDM, DMLS, etc.) repose sur les couches en dessous pour le support. Les grands porte-à-faux, ouvertures et autres caractéristiques peuvent nécessiter un support additionnel pendant la construction pour prévenir le gauchissement et assurer que le produit atteint ses tolérances de performance. Les pièces conçues avec les principes DFAM en tête seront autoportantes, minimisant le besoin de caractéristiques de support qui peuvent ajouter du coût par le gaspillage de matériau et les besoins de post-traitement additionnels. Et si des supports sont requis, une considération d'économie de coûts serait d'orienter la pièce de sorte que les supports soient placés dans des régions qui ne sont pas visibles par l'utilisateur, où les marques sont acceptables. Cela réduit le temps de ponçage et de finition requis en post-traitement.

Orientation de la pièce

Bien que les pièces fabriquées additivement puissent être construites dans de nombreuses orientations, l'angle auquel une caractéristique est construite peut affecter ses tolérances. Et parce que les caractéristiques ne peuvent dévier de la spécification que jusqu'à ce que cela affecte les limites de tolérance, il est important de considérer une gamme d'orientations possibles tôt dans le processus de conception. De cette façon, vous pouvez identifier quelle orientation est la mieux adaptée pour produire votre pièce.

Consolider les assemblages multi-pièces

Il est difficile de produire des formes complexes avec la fabrication traditionnelle, ce qui peut nécessiter de créer certains produits comme des assemblages multi-pièces. Si vous transitionnez votre produit de la fabrication traditionnelle à la fabrication additive, il peut souvent être consolidé en moins de pièces pour réduire significativement les coûts d'assemblage. Quand Steelcase a conçu un accoudoir pour la fabrication additive, par exemple, nous avons transformé un assemblage de trois pièces en une pièce ininterrompue avec plusieurs zones fonctionnelles.

Exploiter la conception générative pour optimiser votre pièce

Les géométries uniques possibles par les processus additifs permettent aux concepteurs de produits d'exploiter les outils de conception générative (par exemple, l'optimisation topologique ou les structures en treillis) pour optimiser la structure de votre pièce basée sur des centaines de variables. Et parce que les treillis vous permettent d'ajuster précisément la résistance et la densité de matériau dans différentes régions d'une pièce, une pièce contiguë peut répondre à différentes exigences de performance dans différentes régions.

 

La considération de conception de fabrication additive la plus importante

Aucune de ces directives n'adresse l'un des plus grands obstacles à la transition vers la fabrication additive de qualité production : Un écart de compétences en conception de produit de fabrication additive. À cause de cet écart, la directive de conception la plus importante est de vous aligner avec des experts en conception de produit de fabrication additive au début de tout projet DFAM. Ils recommanderont des modifications de conception qui optimiseront le coût et la performance de votre produit. Et ils comprendront comment piloter les efficacités au niveau de la chaîne d'approvisionnement par la production à la demande et l'entreposage virtuel. Plus tôt vous impliquez un soutien expert en conception et ingénierie FA, plus grands sont les avantages que vous avez à gagner avec votre passage à l'additif.

Intéressé à en savoir plus ? Assurez-vous de consulter notre article sur comment aller au-delà du prototypage, et faire votre cas pour l'additif. Chez Fast Radius, nous nous associerons avec des entreprises à travers les industries pour découvrir, concevoir et développer toute pièce ou produit en utilisant les technologies de fabrication additive. Apprenez comment notre équipe expérimentée de conception de fabrication additive peut s'associer avec vous pour concevoir et livrer des pièces de qualité production précisément ajustées à vos exigences de performance et de conception. Nous avons aidé des entreprises de plusieurs millions de dollars à capturer de la valeur avec la fabrication additive, et pouvons vous aider avec votre application aussi. Contactez-nous aujourd'hui.

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