10 tips voor ontwerpen voor additive manufacturing (FDM 3D printen)
Additive manufacturing, in het bijzonder Fused Deposition Modeling (FDM) 3D-printen, heeft de manier waarop ingenieurs ontwerpen en produceren benaderen veranderd. Door complexe geometrieën mogelijk te maken en de noodzaak van traditionele productiebeperkingen te verminderen, opent FDM een wereld van mogelijkheden. Om deze technologie optimaal te benutten, is het echter cruciaal om de beste ontwerppraktijken te volgen. Hier zijn 10 tips om uw ontwerpen te optimaliseren voor FDM 3D printen.
1. De materiaaleigenschappen begrijpen
2. Optimaliseren voor laaghechting
Hechting van lagen is een belangrijke factor bij FDM printen. Een slechte hechting kan leiden tot zwakke onderdelen en printfouten. Om de hechting te verbeteren
Verhoog het oppervlaktecontact: Ontwerp vlakke oppervlakken die het contact tussen de lagen maximaliseren.
Vermijd overhangen: Minimaliseer waar mogelijk overhangen of ontwerp ze met ondersteunende structuren in gedachten.
Pas de vulling aan: Gebruik hogere vullingsdichtheden in kritieke gebieden om de structurele integriteit te verbeteren.
3. Denk aan printoriëntatie
4. Gebruik de juiste wanddikte
5. Maak verstandig gebruik van support structuren
Supportconstructies zijn vaak nodig voor complexe geometrieën, maar kunnen moeilijk te verwijderen zijn en de oppervlakteafwerking beïnvloeden. Houd bij het ontwerp rekening met het verwijderen van ondersteuningen:
Gebruik ondersteuningsvriendelijke hoeken: Overstekken van 45 graden of minder hebben meestal geen steunen nodig.
6. Overhanging en bruggen optimaliseren
Overstekken en bruggen kunnen een uitdaging vormen bij FDM printen. Voor succesvol printen:
Beperk overhangende hoeken: Houd overhangen indien mogelijk onder 45 graden.
Gebruik fillets en afschuiningen: Gebruik in plaats van scherpe overhangen afschuiningen en gebruik fillets voor hoeken in het X- en Y-vlak om stress te verminderen.
Brugafstanden: Houd bruggen kort en zorg ervoor dat je printerinstellingen geoptimaliseerd zijn voor overbruggingen.
7. Houd rekening met krimp en kromtrekken
Verschillende materialen hebben verschillende krimpsnelheden en kromtrekken. ABS krimpt bijvoorbeeld sneller dan PLA. Om deze effecten te beperken
Gebruik randen en vlotten: Deze kunnen ervoor zorgen dat onderdelen beter aan het bed blijven kleven en minder kromtrekken.
Compensatie ontwerpen: Houd in je ontwerp rekening met krimp, vooral bij grotere onderdelen.
8. Snap-fit verbindingen en schroefdraad integreren
Met FDM printen kunnen functionele onderdelen zoals snap-fit verbindingen en schroefdraad direct in je ontwerp worden geïntegreerd:
Snap-fits: Ontwerp met nauwkeurige toleranties voor een goede pasvorm zonder spanningsconcentraties te veroorzaken.
Schroefdraad: Gebruik gestandaardiseerde schroefdraadontwerpen en overweeg nabewerking zoals tappen om nauwkeurigheid te garanderen.
9. Infillpatronen benutten
Invulpatronen kunnen de sterkte, het gewicht en de printtijd van uw onderdeel aanzienlijk beïnvloeden. Veel voorkomende invulpatronen zijn honingraat, raster en gyroïde. Elk patroon heeft zijn eigen voordelen:
Honingraat: Goede balans tussen sterkte en gewicht.
Raster: Eenvoudig en snel, met een fatsoenlijke sterkte.
Gyroïde: Uitstekende sterkte en stijfheid, maar kan de printtijd verlengen.
10. Testen en itereren
Conclusie
3D printen in eigen huis of uitbesteden: Welke optie is het beste voor u?
1. Kostenoverwegingen
Initiële investering: Een eigen 3D printer kopen kan duur zijn. Hoogwaardige grootformaat 3D printers kunnen tussen de $10.000 en $100.000 of meer kosten. Daarnaast zijn er nog lopende kosten voor onderhoud, materialen en training. Gemiddeld besteedt u ongeveer 10% van de prijs van de printer aan jaarlijks onderhoud.
Operationele kosten: Nadat je de printer hebt gekocht, is intern afdrukken vaak goedkoper per eenheid, vooral als je veel afdrukt. Uitbesteden betekent echter dat je vooraf niet veel geld hoeft uit te geven. Serviceproviders brengen kosten in rekening op basis van de complexiteit, de grootte en het aantal afdrukken. Als je slechts af en toe of in kleine hoeveelheden moet printen, kan uitbesteden je geld besparen
2. Snelheid en doorlooptijd
Intern printen: Met een 3D printer op locatie kunt u snel prototypes en onderdelen printen. Deze snelheid is cruciaal als het snel op de markt brengen van producten belangrijk is voor uw bedrijf. Sommige bedrijven hebben hun productontwikkelingstijd met wel 50% verkort met snelle in-house prototypes.
Uitbesteden: Hoewel uitbestede diensten vaak geavanceerde apparatuur en expertise hebben, kunnen verzending en verwerking de zaken vertragen. Afhankelijk van de leverancier en uw locatie kan het enkele dagen tot enkele weken duren voordat u uw onderdelen ontvangt.
3. Flexibiliteit en controle
Eigen printer: Met uw eigen 3D printer heeft u volledige controle over het printproces. U kunt experimenteren met verschillende materialen, ontwerpen en technieken wanneer u maar wilt, zonder te wachten op een externe planning. Deze flexibiliteit kan leiden tot meer innovatie en snellere iteraties.
Uitbesteden: Met uitbesteding kun je op- of afschalen op basis van je projectbehoeften zonder je zorgen te hoeven maken over apparatuurbeperkingen. Je hebt echter mogelijk minder controle over het proces en de kwaliteit, omdat je afhankelijk bent van de normen en praktijken van de serviceprovider.
4. Vertrouwelijkheid en intellectueel eigendom
Intern printen: Prototypes en onderdelen intern afdrukken minimaliseert het risico op diefstal van intellectueel eigendom of schending van vertrouwelijkheid. Gevoelige ontwerpen en bedrijfseigen informatie blijven binnen de beveiligde omgeving van uw bedrijf.
Uitbesteden: Bij uitbesteding moet je je ontwerpen delen met derden, wat risico’s kan opleveren voor je intellectuele eigendom. Zorg ervoor dat de serviceprovider strikte geheimhoudingsovereenkomsten en veilige processen heeft.
Conclusie: de juiste keuze maken
De keuze tussen intern 3D printen en uitbesteden hangt af van uw specifieke bedrijfsbehoeften, budget en langetermijndoelen. Hier zijn een paar vragen die u kunnen helpen bij uw beslissing:
- Hoe vaak hebt u 3D-geprinte onderdelen nodig?
- Wat is uw budget voor initiële investering en doorlopende kosten?
- Hoe belangrijk is de doorlooptijd voor uw projecten?
- Hoe belangrijk is vertrouwelijkheid en controle over het printproces?
Your Plastic Solutions – Geoptimaliseerde productie met de dddrop RAPID ONE
Wie is Your Plastic Solutions?
Gevestigd in de Achterhoek is Your Plastic Solutions een vooraanstaande speler in de kunststofverwerkende industrie, die zich richt op duurzame oplossingen voor diverse sectoren zoals logistiek, mobiliteit, verpakkingen en bouw. Als totaalpartner biedt Your Plastic Solutions een uitgebreid scala aan productietechnologieën, waaronder 3D-printen, thermovormen en spuitgieten, maar ook assemblage en nabewerking, waardoor klanten een one-stop-shop ervaring hebben.
3D printen in de kunststofindustrie
Eén van de technologieën die de productie-efficiëntie van Your Plastic Solutions een boost heeft gegeven, is de dddrop RAPID ONE 3D-printer. Met deze geavanceerde printer kunnen ze grote onderdelen produceren die met kleinere 3D-printers niet haalbaar zijn, waardoor ze aan de specifieke eisen van hun klanten kunnen voldoen.
“We gebruiken FDM-printen omdat het goedkoop en vrij snel is,” zegt Sander Feuler van Your Plastic Solutions. “Met de dddrop RAPID ONE hebben we geen last van hoge instapkosten zoals bij traditionele spuitgietprocessen, omdat we direct kunnen produceren zonder mallen.”
Lokale partner met uitstekende service
De keuze voor dddrop als partner was voor Your Plastic Solutions een logische stap omdat ze op zoek waren naar een lokale partner met hoogwaardige 3D-printoplossingen. In de 2,5 jaar van hun samenwerking hebben ze de voordelen ervaren van de nauwe samenwerking en uitstekende service van dddrop. “Toen we met de dddrop RAPID ONE begonnen, hadden we niet gedacht dat we na 1,5 jaar al voor een tweede zouden gaan”, merkt Sander op. “Maar dat is anders gelopen. Wat onze toekomst brengt, weten we nog niet. Maar als we een derde nodig hebben, komen we graag bij jullie terug.”
“Toen we met de dddrop RAPID ONE begonnen, hadden we niet gedacht dat we na 1,5 jaar al voor een tweede zouden gaan. Als we een derde 3D-printer nodig hebben, komen we graag terug bij dddrop.”
Sander Feuler, Your Plastic Solutions
Met de dddrop RAPID ONE heeft Your Plastic Solutions niet alleen zijn productiecapaciteit vergroot, maar ook zijn concurrentiepositie versterkt door snel en kostenefficiënt kunststofproducten van hoge kwaliteit te leveren aan zijn gevarieerde klantenbestand.
Ontdek meer over Your Plastic Solutions op yourplasticsolutions.com.
Optimaliseren van serieproductie met 3D-printers
In een tijdperk waarin snelheid en efficiëntie de ruggengraat vormen van industriële activiteiten, staat serieproductie centraal in de zoektocht naar concurrentievoordeel. Het landschap van productieprocessen evolueert voortdurend en een van de meest opvallende innovaties die deze revolutie aanjaagt, is de opkomst van 3D-printen.
Verandering in de manier van serieproductie.
Traditionele methoden van serieproductie werden gekenmerkt door complexe en tijdrovende processen, met aanzienlijke overheadkosten en beperkingen van de ontwerpvrijheid. Maar 3D-printen heeft deze conventionele grenzen doorbroken door een nieuwe dimensie van flexibiliteit en snelheid toe te voegen.
Met 3D-printen kunnen fabrikanten complexe geometrieën realiseren met een ongekende precisie en reproduceerbaarheid. Dit opent de deur naar nieuwe ontwerpmogelijkheden die voorheen ondenkbaar waren, waardoor producten kunnen worden geoptimaliseerd voor prestaties en functionaliteit.
Efficiëntie als kernpunt
Efficiëntie is de ruggengraat van serieproductie en 3D-printen biedt een aantal voordelen die deze efficiëntie verbeteren. Door gereedschapskosten te elimineren en verspilling van grondstoffen tot een minimum te beperken, verlaagt 3D-printen de operationele kosten aanzienlijk. Bovendien maakt het productie op aanvraag mogelijk, waardoor de voorraadniveaus kunnen worden geoptimaliseerd en overtollige voorraden kunnen worden vermeden.
Bovendien stelt 3D-printen fabrikanten in staat om te profiteren van digitale ontwerp- en fabricageprocessen. Door het gebruik van geavanceerde simulatiesoftware kunnen ontwerpen worden gevalideerd voordat ze worden geprint, waardoor fouten in een vroeg stadium worden opgespoord en kostbare revisies worden voorkomen. Dit verkort de ontwikkelingstijd en versnelt de time-to-market, waardoor bedrijven een concurrentievoordeel hebben.
Kwaliteit en consistentie
Hoewel snelheid en efficiëntie van vitaal belang zijn, mag dit niet ten koste gaan van kwaliteit en consistentie. 3D-printen biedt echter een hoge mate van reproduceerbaarheid, waarbij elk geprint onderdeel identiek is aan het origineel. Dit vermindert de variabiliteit in het productieproces en zorgt voor een consistente kwaliteit van de eindproducten.
Bovendien maakt de digitale aard van 3D printen real-time bewaking en controle mogelijk, waardoor afwijkingen tijdig kunnen worden opgespoord en gecorrigeerd. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van het productieproces en zorgt voor consistente resultaten over de gehele serieproductie.
Duurzaamheid en milieuvriendelijkheid
Naast operationele voordelen draagt 3D-printen ook bij aan duurzaamheid en milieuvriendelijkheid. Door verspilling van grondstoffen tot een minimum te beperken en gerecyclede materialen te gebruiken, verkleint 3D-printen de ecologische voetafdruk van serieproductie. Bovendien kunnen er lokale productiecentra worden opgezet, waardoor de transportkosten en de uitstoot dalen.
Conclusie
In een tijdperk waarin snelheid, efficiëntie en kwaliteit cruciaal zijn voor het succes van massaproductie, vertegenwoordigt 3D-printen een revolutionaire kracht. Door de traditionele grenzen van productieprocessen te doorbreken, opent 3D-printen nieuwe mogelijkheden voor fabrikanten om te innoveren en uit te blinken in een concurrerende markt.
Door de traditionele grenzen van productieprocessen te doorbreken, opent 3D-printen nieuwe mogelijkheden voor fabrikanten om te innoveren en uit te blinken in een concurrerende markt. Omdat fabrikanten ernaar streven om serieproductie te optimaliseren, zal 3D-printen ongetwijfeld een integraal onderdeel zijn van hun strategieën voor succes in de 21e eeuw.