Diseño para aditivos metálicos:4 consejos

La fabricación aditiva de metal es emocionante por las cosas nuevas que hace posible. Ya ayudó a crear piezas más livianas para aeronaves que consumen menos combustible y mejoró la vida de los pacientes con implantes médicos personalizados. El mercado también está creciendo, y los analistas predicen que el aditivo metálico producirá componentes por un valor de $228 mil millones en la próxima década.

La promesa de los aditivos metálicos es clara, pero no necesariamente fácil de realizar, en parte porque el diseño de aditivos metálicos tiene una curva de aprendizaje pronunciada. La industria manufacturera no ha acumulado décadas de conocimiento funcional como nosotros tenemos para los procesos heredados sustractivos. Además, el diseño para aditivos metálicos tiene un conjunto diferente de reglas que el diseño para aditivos basados ​​en polímeros.

Familiarizarse con el diseño de aditivos metálicos requiere tiempo y esfuerzo. Nuestro equipo de ingenieros de aplicaciones en Fast Radius tiene un amplio conocimiento de primera mano sobre el tema. Recopilamos nuestras cuatro reglas principales de diseño para aditivos metálicos para ayudarlo a comenzar.

1. Comprender el conjunto de materiales

Los procesos de aditivos metálicos se dividen en dos categorías según el proceso de densificación que utilizan:fusión/solidificación con fusión o densificación en estado sólido. Los procesos basados ​​en fusión se asemejan a la soldadura tradicional en la forma en que unen los materiales, mientras que los procesos de estado sólido se asemejan a la sinterización tradicional. Los materiales utilizados para cada proceso aditivo son similares a los utilizados en sus análogos tradicionales y, en general, son buenos para los mismos tipos de aplicaciones. Hay mucha superposición; ambos métodos utilizan la misma familia de aceros inoxidables, por ejemplo. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los materiales se comportarán de manera diferente según la tecnología que utilice.

Al elegir el método adecuado para su proyecto, debe evaluar no solo los tipos de materiales disponibles, sino también cómo afectará el proceso de impresión a las propiedades de su pieza final. La buena noticia es que, en algunos casos, es posible que pueda aprovechar el diseño aditivo, tal vez mediante la consolidación de elementos o la creación de geometrías complejas, para fabricar su pieza con un material que no cumpliría con sus requisitos en los procesos tradicionales.

2. Plan y diseño para post-procesamiento

El aditivo metálico puede ser complicado. Incluso si parece que su pieza se imprimirá perfectamente, podría terminar fallando si no diseña para el procesamiento posterior, por lo que debe tomar precauciones especiales. Muchos procesos de aditivos metálicos involucran polvo, por lo que debe diseñar para eliminar el polvo o correr el riesgo de fallar cuando el polvo se aglomera durante el tratamiento térmico. En algunos casos, especialmente al crear piezas huecas, es posible que deba facilitar el drenaje del polvo agregando orificios a su diseño.

Con la tecnología de aditivos metálicos de lecho de polvo, su pieza forma un fuerte vínculo con la placa de construcción y debe retirarse, lo que puede plantear desafíos de diseño. Por ejemplo, la electroerosión por hilo puede ser una buena opción para separar la pieza de la placa, pero es posible que deba diseñar un accesorio para evitar que la pieza se dañe cuando se separa. Las piezas fabricadas con aditivo metálico generalmente requieren un ajuste para cumplir con los requisitos finales después de que salen de la impresora, así que asegúrese de que su diseño tenga en cuenta el procesamiento posterior.

3. Intente que su diseño sea autosuficiente

En términos generales, siempre debe intentar minimizar los voladizos y la dependencia de las estructuras de soporte al diseñar para aditivos. Esta recomendación es aún más crucial para el metal. Debido a la forma en que los aditivos metálicos procesan las capas de fusión una encima de la otra, los voladizos pueden quedar deformados o mal acabados si el ángulo de la placa de construcción es demasiado pequeño. Las estructuras de soporte no siempre son una solución ideal para los problemas de voladizos porque desperdician material y su remoción puede comprometer la estabilidad y el acabado de su pieza.

No existe una regla general para determinar cuándo un voladizo requiere soporte. Cada tecnología de aditivos metálicos es diferente y puede soportar voladizos en diferentes ángulos. Los voladizos admitidos por cada método deben ser un factor determinante clave al elegir un proceso para su diseño.

4. Prepare su conjunto de habilidades para aditivos metálicos

El aditivo metálico aún se encuentra en las etapas relativamente tempranas de adopción, pero el mercado está madurando rápidamente. Desarrollar experiencia ahora preparará su negocio para el futuro y le brindará una ventaja competitiva a medida que la tecnología se vuelve más accesible.

Pero la experiencia no es fácil. Como hemos señalado aquí, el diseño para aditivos metálicos requiere un conjunto de habilidades diferente al diseño para la fabricación tradicional o incluso para aditivos a base de polímeros. Un socio de fabricación experimentado como Fast Radius puede ayudarlo a elegir la tecnología adecuada para su aplicación, preparar sus diseños de aditivos metálicos para la producción y fabricar piezas con precisión. Una vez que haya pasado por el proceso, comenzará a ver cómo el aditivo metálico puede mejorar los productos existentes y crear otros totalmente nuevos.

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