ブラケットの再設計は、金属アディティブ マニュファクチャリングの適用の成功について多くのことを語っています。 要点 1: サポート構造は努力する価値があります。
ブラケットの 3D プリントに続いて、ビルド プレートに 4 つのパーツが 3D プリントされました。 ここに見られるグリッドパターンは、最初の層全体にパウダーがより均一に分布するのに役立ち、ボードへの強力な接着を実現するのに役立ちます.
この部分がブラケットです。 トポロジー最適化を使用して、このフォームを実現します。 このブラケットから、アディティブ マニュファクチャリングが複雑な部品を作成する方法を提供することが理解できます。 加法的最適化とトポロジー最適化が組み合わされています。 アディティブは、チタンなどの難削材を処理する方法を提供します。 この 3D プリントされた足場は、以下のすべてを含む、金属 AM の適用を成功させるために重要な、より微妙なポイントも示しています。
1. ブラケットはアディティブ マニュファクチャリングの重要な機会です
もう括弧に飽きることはありません。 括弧はしばしば後付けと見なされ、結合したメンバーの線に沿って単純に設計されることがよくあります。 しかし、足場は私たちの周りの構造をまとめ、その強度、回復力、完全性を大きく左右します。 これまで、エンジニアは意図した正確な性能を実現するためにステントの形状を最適化する方法がなく、仮にできたとしても、それらの形状を製造する方法もありませんでした。 現在は、ジェネレーティブ デザインとトポロジー最適化の両方を備えており、アディティブ マニュファクチャリングによって補完されています。 さまざまな業界や用途で、より優れたブラケットを使用することで、コンポーネント、エンクロージャ、およびコンテナを組み合わせる方法を改善できます。
2. トポロジー最適化により、テーブルが奇妙なスペースに拡張されます
この特定の括弧は、最適化されたフォームがいかに奇妙であるかを示す良い例です。 Materials Science Corporation は、社内で開発されたトポロジー最適化ソフトウェアを使用して、低質量と高剛性という陸軍の目標を最もよく満たす支持形態を数学的に検索しました。 括弧 (上記のポイントに戻る) は本当に退屈ではありません。 このブラケットの元のバージョンは、ブラケットが結合するフォームと同じ空間境界を一般的にたどる必要があると仮定して、まさにそれを行いました。 対照的に、トポロジー最適化は、この足場の最高性能の形態が、その質量の一部を前の足場が触れていない空間に広げることを示しました。 アディティブ マニュファクチャリングが一般的になるにつれ、
3. 支持構造は付加製造の重要な部分になり得る
サポート構造は、使用される材料 (後でスクラップになる材料) の量だけでなく、これらのサポートの設計に費やされるエンジニアリング時間においても重要です。 ディックマン氏によると、最適化されたチタン製ブラケットの設計上の課題には、ブラケットの角度を調整して建物の形状の他の部分との交差を回避し、後で分解できるようにすることと、ブラケットを別々のグループに分けて分解を容易にすることが含まれます。しかし、効果的なサポートを開発するために費やした時間はそれだけの価値があります。
4. 想定される二次加工のサポート体制
金属アディティブ パーツは機械加工されたパーツであることが多く、これは特にブラケットに当てはまり、(その性質上) アセンブリに正確に適合する必要があります。 適切に設計されたサポート構造は、加工ステップ、位置決め、部品の固定を予測して、作業を促進します。 これは、機械加工中に部品のワーク保持として機能する、このワークのサポート構造の場合です。 実際、これらのサポートは、考えられる限り最も効率的なワーク保持を提供し、デリケートな部品をびびりから保護します。
5. 添加剤を使用すると、複雑さによって再現性が損なわれることはありません
この最後のポイントは、積層造形プロセスの効率が向上し続けるにつれて、積層造形の大量生産への適用を加速させる、積層造形の秘密のソースです。 従来の方法で製造された複雑な部品の場合 (おそらく多くの骨の折れる手順やセットアップを経て)、部品の製造を成功させるプロセスが、必ずしも同じ部品の大量生産につながるとは限りません。 これは添加物には当てはまりません。 添加剤については、材料、機械パラメーター、サポート構造などの要因を含む、まだ多くの考慮事項があります。 しかし、アディティブ プロセスが証明されると、マシンのビルド機能が許す限り、同じプロセスで多くの部品を繰り返すのは簡単なことです。 たとえば、ブラケットの場合、ビルド プレートで 4 つのパーツを 1 つと同じくらい簡単に作成できます。
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