Considerazioni generali sulla progettazione per la stampa 3D

Progettare per la produzione additiva (o DfAM che sta per Design for Additive Manufacturing) può sembrare scoraggiante. Spesso, il termine DfAM è contrapposto ad immagini di strutture reticolari complesse o forme che sembrano più organiche che meccaniche. In realtà, la stampa 3D è intrinsecamente un processo molto più semplice quando si tratta di progettazione. Può facilmente eseguire spigoli impegnativi, disegni complessi e persino costruire una struttura che sarebbe completamente inaccessibile al taglio tradizionale o alla produzione di utensili. Questo è ciò che ha reso la produzione additiva un potente strumento per la prototipazione di parti destinate allo stampaggio a iniezione o alla fusione, poiché può gestire un ampio mix di funzionalità di progettazione.

Quindi cosa c’è da sapere sul DfAM? Quali tratti del design possono diventare problematici per la stampa 3D? Queste migliori pratiche di progettazione si applicano a quasi tutti i processi additivi comuni, dalla fusione laser a letto di polvere (SLS, DMLM), alla modellazione a deposizione fusa (FDM) e fotopolimerizzazione in vasca (SLA).

Gli spessori minimi delle pareti devono essere maggiori di 0,6 mm (0,024 “) su elementi autoportanti come X, T, O o C. Ciò fornisce al materiale e al suo metodo di fusione 3D abbastanza spazio per depositare con successo. Se è presente un’area non supportata o se è necessario sostenere un carico, la parete deve essere doppia a 1,2 mm (0,048 “) o superiore.

Lo spazio tra gli elementi deve essere superiore a 0,5 mm (0,020 “) per consentire la risoluzione degli spazi vuoti senza che i materiali vicini si uniscano in modo imprevisto.

Progettare nei fori di fuga per evitare che il materiale intrappolato sia difficile da pulire. Molte parti vengono pulite con strumenti a vista, sabbiatura o bagni liquidi. Costruire canali di uscita, come piccoli fori perpendicolari nella parte inferiore di sporgenze cieche, elementi profondi o altri spazi vuoti può aiutare il materiale a uscire liberamente durante la post-elaborazione.

Rimuovere le cavità ristrette consente la rimozione del materiale in eccesso, una forma a palloncino sarebbe piena di materiale inutilizzato senza un mezzo di rimozione. È necessario aggiungere ampi fori di uscita per lo sgombero del materiale. Spesso, le parti possono essere programmate in modo digitale per agire attraverso modifiche al materiale di riempimento, che può creare strutture geometriche sparse all’interno della parte durante la stampa. Il riempimento non deve essere progettato nella parte, la programmazione avviene durante la preparazione della costruzione.

Raccordare tutto per mitigare i punti di stress acuto nelle parti stampate in 3D. I raccordi aiutano a distribuire uniformemente il carico di deformazione su una parte e generalmente possono rendere più robuste le funzioni. I filetti tendono inoltre a stampare in modo più coerente rispetto ai bordi o agli spigoli vivi.

Prestare attenzione ai cantilever nel design che potrebbero facilmente rompersi. Una buona regola empirica è trattenere una parte stampata da quel pezzo, e se si pensa che la parte possa piegarsi e rompersi, è bene rinforzarla. I cantilever cresciuti verticalmente saranno leggermente più deboli di quelli cresciuti in orizzontale a causa della natura strato per strato delle stampe 3D.

Progettazione con spessori di parete pari a quelli di una parte stampata ad iniezione. Anche le pareti aiutano a mitigare lo stress nella parte durante la stampa andando a ridurre la torsione o la deformazione. Al contrario, le aree troppo spesse possono creare molto stress, probabilmente deviando le aree più sottili attorno alla funzione.

Fornire il modello solido, non solo STL, al servizio di stampa 3D o al team di produzione interno. Hanno infatti gli strumenti giusti per convertire il file e ottenere la risoluzione richiesta senza la perdita di dettagli. Fornire il modello solido consente all’operatore di apportare modifiche minori in un ambiente parametrico, aggiungendo legacy alle stampe future.

Questo articolo è stato pubblicato in collaborazione con  Xometry.