Генеративный дизайн и 3D-печать - все еще новая территория для большинства компаний. Многие из них ждут, пока зрелые технологии аддитивного производства. Для этого есть практические причины. Как правило, производители могут по-прежнему использовать менее десятка доступных материалов для производства добавок. Однако при классическом литье металлов доступны сотни различных сплавов. Кроме того, при литье металла можно изготавливать огромные компоненты, а металлические принтеры более ограничены мелкими деталями. Другим важным фактором является стоимость и время, затрачиваемое на производственный процесс. Системы прямого лазерного плавления чрезвычайно дороги, а изготовленные там компоненты требуют высокой степени последующей обработки. Сертификация 3D-печатных деталей также сложна. Литье металла, с другой стороны, является хорошо известным и проверенным процессом. Несмотря на преимущества аддитивного производства, такие как возможность изготовления особо сложных конструкций, во многих случаях сегодня можно сэкономить много времени и денег в классическом процессе литья металла.
3D печатная форма позволяет массовое производство с генеративным дизайном
Металлическое литье и аддитивное производство только раскрывают весь свой потенциал в комбинации. Например, с помощью генеративного проектирования и цифровой оптимизации могут быть спроектированы высокопроизводительные конструкции с использованием специализированного программного обеспечения, которые сначала реализуются в виде пресс-формы с использованием безметаллового аддитивного производства. Затем современные процессы литья с использованием соответствующего металлического материала обеспечивают окончательную форму. Впечатляющим примером эффективного сочетания обоих методов является общая легкая рама сиденья для коммерческого самолета, разработанная в технологическом центре Autodesk Pier 9 в Сан-Франциско. В проекте сочетаются классические методы производства и современные технологии, такие как генеративный дизайн и промышленная 3D-печать.
«Аддитивное производство имеет огромный потенциал для определения будущего производства. Тем не менее, это все еще чрезвычайно новая концепция для разработчиков продуктов и дизайнеров. Процесс литья металла, однако, совершенствовался на протяжении тысячелетий. Бесчисленные эксперты, инженеры, литейные заводы и фабрики имеют здесь глубокие знания. Это невероятно ценно, особенно с компонентами, которые особенно сложны в изготовлении, такими как каркас сиденья », - объясняет Андреас Бастиан, главный научный сотрудник Autodesk.
Подсказка к книге "Аддитивное производство" В новой основной работе известные специалисты из ETH Zurich объясняют многочисленные возможности промышленного развития и конструирования серийно выпускаемых деталей и деталей для конечных потребителей. В дополнение к успешным примерам продукции из промышленности, представлены новые методы и процедуры, которые служат читателю в качестве практического руководства. «Аддитивное производство» можно заказать бесплатно здесь или в виде электронной книги.
Каркас сиденья основан на дизайне, который был разработан с помощью программного алгоритма в Autodesk Netfabb. Серийное производство компонента происходит в гибридном процессе производства от аддитивной 3D-печати и классического литья металла.
Магниевая рама сиденья экономит 35% веса по сравнению с алюминиевым вариантом
Для изготовления каркасов сидений разработчики Autodesk получили поддержку от специализированной компании-партнера: литейного завода Aristo Cast в Мичигане. «Мы сразу были в восторге от идеи от Andreas и Autodesk. Мы также узнали много о продвинутых опциях проектирования и оптимизации в производственном процессе. Оба являются в значительной степени новыми подходами для нашей отрасли », - объясняет Пол Леонхард, вице-президент Aristo Cast. Вместо того, чтобы полагаться на алюминий, который широко используется в авиастроении, как первоначально планировалось, эксперты из Мичигана рекомендовали производство из магния. Это обещало дополнительную экономию веса на 35 процентов по сравнению с алюминиевым вариантом.
Картинная галерея
Картинная галерея с 5 картинками
Для гибридного производственного процесса ответственная команда сначала печатает пластиковую модель каркаса сиденья, которая затем покрывается керамикой. Затем пластиковую часть можно расплавить и вылить жидкий магний в полученную керамическую форму. В результате каркас сиденья на 56 процентов легче существующих моделей в авиастроении благодаря используемому материалу и генерируемой генеративной структуре сетки. В авиации, где важен каждый грамм, это равносильно революции. Оснащение 615-местного Airbus A380 этим типом сиденья сэкономит 100 000 долларов на расходах топлива в течение года.
Проект также покончил с мифом о том, что производство компонентов с использованием литья металла занимает около полутора лет. Фактически, в описанном процессе компании требуется всего два дня для производства конечного продукта - меньше времени, чем было бы во многих случаях с металлической печатью.
Дополнительная информация по теме от 3D моделей до успешно напечатанных компонентов
Netfabb - это программное решение от Autodesk для аддитивного производства и конструирования компонентов, предназначенное, прежде всего, для проектирования и производства. Программные средства помогут вам быстро перейти от 3D-модели к успешно напечатанным компонентам. Пользователи могут импортировать и редактировать модели и адаптировать их проекты. С помощью моделирования можно предсказать и уменьшить возможные деформации в процессе производства. Кроме того, программное обеспечение позволяет оптимизировать процессы аддитивного производства и, помимо облачной работы, предлагает другие решения для снижения затрат на 3D-печать. Netfabb поддерживает как металлические, так и пластиковые компоненты. Для Autodesk Netfabb 2019 требуется Windows 7 или выше (каждая с 64-разрядной версией) и Intel Core i5, а также достаточно оперативной памяти (8 ГБ).
Литье по выплавляемым моделям и генеративный дизайн экономят керосин и затраты
Специальный процесс литья и плавки позволяет детально рассмотреть детали в диапазоне миллиметров. Отпечаток на модели будет виден на конечном продукте позже. Такой подход предлагает авиационной промышленности беспрецедентные возможности и, таким образом, может сэкономить огромное количество керосина, CO2 и затрат в долгосрочной перспективе. В Airbus A380 использование каркаса сиденья позволило бы сэкономить 557 килограммов, что позволило бы сэкономить 63 тонны керосина и 190 тонн CO2 в год на самолет. Переоборудованный в парк из 100 самолетов и сроком на двадцать лет, это 126 000 тонн CO2 - и более 200 миллионов долларов на расходы на топливо. (Ага)