Ihr neuer Prototyp kommt an. Sie testen ihn. Er versagt. Die dünne Wand Ihres 3D-Drucks reißt. Die innere Ecke Ihres CNC-Teils hat einen seltsamen Radius, der nicht in Ihrem Design vorgesehen war.
Ihr erster Instinkt könnte sein, dem Hersteller die Schuld zu geben. Aber in den meisten Fällen lag die Ursache des Fehlers nicht in der Fabrik. Sie war von Anfang an in Ihrer CAD-Datei verankert.
Die meisten Prototypenfehler sind Designfehler. Sie treten auf, weil das Design nicht für den gewählten Fertigungsprozess optimiert wurde. Ein gutes Rapid-Prototyping-Design ist nicht nur ein gutes Design. Es ist ein fertigungsgerechtes Design. Dieser Leitfaden untersucht die Regeln dieser entscheidenden Disziplin.
Inhalt:
Die goldene Regel: Design für den Prozess
Design für CNC-Bearbeitung
Design für 3D-Druck
Ihre erste Verteidigungslinie
Die goldene Regel: Design für den Prozess
Es gibt kein universelles "gutes Design". Ein Design, das perfekt für den 3D-Druck ist, kann für die CNC-Bearbeitung unmöglich sein. Ein Design, das perfekt für die Bearbeitung ist, kann ein Albtraum für den Spritzguss sein.
Dies ist die goldene Regel der Design for Manufacturability (DFM). Sie müssen für Ihren spezifischen Fertigungsprozess entwerfen.
Die Welt der Rapid Prototyping bietet viele verschiedene Prozesse. Jeder hat seine eigenen Regeln, Stärken und Grenzen. Ein kluger Designer versteht diese Regeln und nutzt sie zu seinem Vorteil.
Design für CNC-Bearbeitung
CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Prozess. Dabei wird mit einem rotierenden Schneidwerkzeug Ihr Teil aus einem massiven Block herausgearbeitet. Diese einfache Tatsache führt zu mehreren wichtigen Designregeln.
Die wichtigste Regel betrifft innere Ecken. Ein rotierendes Werkzeug ist rund. Daher kann es niemals eine perfekt scharfe innere Ecke erzeugen. Jede innere Ecke in Ihrem Design wird einen Radius haben, der vom Werkzeug hinterlassen wurde.
Ein gutes Rapid-Prototyping-Design für CNC berücksichtigt dies. Sie sollten immer einen Radius an Ihren Innenecken vorsehen, der größer ist als der Radius des Schneidwerkzeugs. Dadurch kann sich das Werkzeug gleichmäßig bewegen und eine saubere Oberfläche erzeugen.
Eine weitere wichtige Regel ist der Werkzeugzugang. Wenn sich ein Merkmal in einer tiefen, schmalen Tasche befindet, kann das Schneidwerkzeug es möglicherweise nicht erreichen. Sie müssen Ihr Bauteil mit ausreichend Freiraum konstruieren, damit die Werkzeuge ihre Arbeit verrichten können.
Design für 3D-Druck
3D-Druck ist ein additives Verfahren. Es baut Ihr Bauteil in Schichten auf. Dies erzeugt einen völlig anderen Satz von Konstruktionsregeln.
Die wichtigste Regel ist, an "Überhänge" zu denken. Ein 3D-Drucker kann nicht in der Luft drucken. Jedes Merkmal, das in einem steilen Winkel (normalerweise mehr als 45 Grad) auskragt, benötigt eine "Stützstruktur" darunter. Diese Stützen werden nach dem Druck entfernt.
Ein kluger Konstrukteur wird versuchen, sein Bauteil auszurichten oder sogar das Design zu ändern, um die Notwendigkeit dieser Stützen zu minimieren. Stützen verlängern die Druckzeit und können kleine Spuren auf der Oberfläche hinterlassen, wo sie entfernt wurden.
Eine weitere wichtige Regel für den 3D-Druck ist die minimale Wandstärke. Jedes Verfahren hat eine Grenze, wie dünn ein Merkmal sein kann. Für SLA liegt diese Grenze bei etwa 0,5 mm. Eine dünnere Wand führt zu einem Druckfehler.
Wenn Ihr Bauteil hohl ist (wie bei SLA), müssen Sie schließlich "Entlüftungslöcher" konstruieren. Diese ermöglichen es, dass das im Bauteil eingeschlossene ungehärtete flüssige Harz abfließen kann. Ohne sie könnte das Bauteil mit der Zeit reißen oder sogar explodieren.
Ihre erste Verteidigungslinie
Diese Regeln können komplex sein. Die meisten Produktdesigner sind Experten für Funktion und Ästhetik, nicht für die Feinheiten jedes Fertigungsprozesses.
Deshalb ist Ihre erste Verteidigungslinie gegen einen fehlgeschlagenen Prototyp ein guter Fertigungspartner.
Bei JUCHENG ist unsere kostenlose DFM-Überprüfung ein Kernbestandteil unseres Service. Unsere Ingenieure sind Ihre Expertenpartner. Wir sprechen die Sprache all dieser verschiedenen Prozesse.
Wir werden Ihr Rapid-Prototyping-Design. Wir prüfen es auf all diese häufigen Probleme. Wir erstellen einen klaren, detaillierten Bericht mit unseren Vorschlägen. Dieser kollaborative Prozess fängt Probleme ein, bevor sie zu teuren, physischen Fehlschlägen werden. Es ist das Geheimnis einer reibungslosen und erfolgreichen Prototyping-Reise.
