金属3D打印件优化设计的六大核心原则

金属3D打印重塑制造版图,金属增材制造系统销量自2017年以来激增80%。技术赋予设计师前所未有的自由,打造常规方法无法实现的有机形状与轻量结构。
充分利用此能力,必须采纳新设计思维。传统规则不再适用;一套最佳实践对创建稳健高质量金属件至关重要。
以下六大关键设计考量助您最大化金属3D打印价值。
1. 壁厚
壁厚是基础参数。建议最小0.4 mm避免脆性打印或内部应力堆积导致开裂。具体最优值取决于材料和打印机设置。需更厚壁时,考虑晶格或蜂窝填充节材减时。
2. 支撑结构
金属3D打印几乎总需支撑。支撑锚固零件于构建板、散热防残余应力。内部水平孔等特征,倾斜支撑最小化接触面简化后处理。设计支撑收尾呈管状易拆除。
3. 悬垂与自支撑角度
超0.5 mm悬垂或低于45°角度通常需支撑防塌陷。倒圆或倒角可消除问题悬垂,特征朝构建上方布局改善表面光洁度。
4. 零件朝向
尝试不同朝向是减少支撑的最佳途径。空心管垂直或倾斜放置节省空间材料。朝下表面(下表面)光洁度较差;关键细节朝上布局。
5. 通道与孔洞
金属AM擅长制造通道孔洞。粉末床工艺最小可打印直径0.4 mm。超10 mm孔/管通常需支撑。完美圆形水平孔难打印;重设计为泪滴或菱形。别忘粉末排出逃逸孔——2-5 mm为宜。
6. 拓扑优化与生成式设计
拓扑优化与生成式设计驾驭增材制造自由度,产出轻量强韧零件。用数学模型高效分布材料,探索自然启发模式挖掘所有可行解。
转变设计范式
面向金属3D打印设计要求深谙技术强项与限制。早期融入这些指南最大化成功率、降本、减废。
更多金属3D打印内容,请阅读我们的金属3D打印综合指南与DMLS入门介绍。
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