通过智能 DFAM 设计解锁生产级增材制造
发布于2023年9月27日
通过增材制造复制现有零件是可行的，但它很少充分利用该技术的潜力。为了实现最佳性能、成本节约和材料效率，您应该从头开始设计，并牢记特定于增材制造的机会和限制 - 本质上应用增材制造设计 (DFAM) 原则。
DFAM 通过将工艺规划直接集成到产品开发中，扩展了成熟的可制造性设计 (DFM) 概念。 DFM 专注于聚氨酯铸造或注塑等传统方法，而 DFAM 则针对工业级增材工艺进行设计，平衡竞争因素以生产最高效、最具成本效益的零件。
创建生产级组件不仅仅是按“打印”那么简单。 DFAM 指导设计人员实现与传统制造零件相同的性能，同时缩短交货时间、消除模具费用并最大限度地提高设计自由度。通过尽早嵌入 DFAM 指南，团队可以充分捕捉增材制造的战略优势。
以下是区分原型级增材制造与真正生产级零件的关键 DFAM 原则：
最大限度地减少悬垂并减少对支撑的依赖
增材制造的每一层都依赖于其下方的一层来提供支撑。大悬垂或开放部分等特征通常需要额外的支撑结构以防止翘曲并保持公差。遵循 DFAM 最佳实践的设计是自支撑的，可减少材料浪费和后处理。如果支撑不可避免，请调整零件方向，使支撑残留物位于不可见区域，从而缩短打磨和精加工时间。
零件方向
虽然增材打印机可以从多个角度构建零件，但构建方向会影响表面光洁度和尺寸精度。由于即使是轻微的偏差也可能会违反公差，因此在早期设计阶段评估多个方向有助于确定满足规格并简化生产的最佳构建方向。
合并多部件装配
在传统制造中需要多部件组装的复杂几何形状通常可以通过增材方法统一为单个部件，从而减少组装劳动力和成本。例如，当 Steelcase 重新设计臂盖时，我们将三部分组件转变为具有多个功能区域的无缝组件。
利用衍生式设计来优化您的零件
增材制造解锁了独特的几何形状，使设计人员能够使用生成工具（拓扑优化、晶格结构等）根据数百个变量定制零件的内部架构。晶格设计可以精确控制不同区域的强度和材料密度，使单个零件能够满足不同的性能要求。
最重要的增材制造设计考虑因素
这些指南很有价值，但采用生产级增材制造的最大障碍仍然是产品设计中的技能差距。最关键的一步是从一开始就聘请增材制造专家。他们可以建议优化成本和性能的设计修改，并且知道如何利用按需生产和虚拟仓储等供应链效率。您越早与经验丰富的增材制造设计工程师合作，您的转型优势就越大。
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