最近接受了战略应用工程师丹尼尔·拉齐尔的采访Markforged,介绍了如何最大限度地利用增材制造项目的技巧。
以下是面试中的几点。
1.在相同的时间和金钱下增加收益。
在增材制造中，成品率是特征参数和工艺参数的函数。例如，对于Markforged系统，您可以通过考虑工艺本身(即熔丝制造(FFF))和可以自行支撑的设计特点来提高成品率。这意味着减少需要额外支撑的悬垂部分。
另一个例子是考虑喷嘴放置材料的路径。正如Lazier所指出的，“我们看到用户的思维方式从切割(专注于CNC)转变为加法(只在需要的地方存放材料，考虑到重力等限制因素)。有一些有效的方法来放置材料，可以加快建造过程，提高产量。
此外，考虑使用镶嵌格子图案而不是坚实的构建。内部栅格模式提供了使用最少材料的支持，减少了建造时间和成本。
2.用于规划添加布局的软件。
传统的CAD软件程序并不总是优化高效的添加性印刷布局。较新的程序，例如生成设计或拓扑优化，帮助设计师思考为添加剂制造技术创建设计。
这些程序将采用负载、热或空气动力学要求等设计参数，然后通常会输出一些外观奇特的特征，以优化某个问题的解决方案。
然后，Slicer软件帮助确定零件设置以及如何打印几何体。注意到Lazier，“Markforged提供称为Eiger的切片程序。Eiger包括定制在零件内部特征中建立的格子结构的能力。因此，外壳如同设计，但部分内部可能看起来像蜂窝或三角形桁架结构。“
3.关于几何的技巧。
在传统的制造方法中，工程师可能会在完成设计之前多次制作整个项目的原型。但是有了加法技术，因为用户为所用的材料付费，他们可以为设计的各个部分建立原型，直到他们做对了，然后再为整个设计建立原型。
拉齐尔说:“我可以列出一些小特征，比如我有一个非常复杂的连接器。”“事实上，就在昨天，我还在设计一个样品部件，我想把它像乐高积木一样组装在一起，这样两部分就能巧妙地结合在一起。”
在这种情况下，我可以利用这个独特的功能，然后进行多次迭代。我可能会在一次打印中进行10次迭代，然后在数小时内，我便能够获得指向功能复杂性的所需部分。”
Lazier引用了西门子客户最近的一个例子。“他们开发了这个看起来非常整洁的节省工具来维修他们的燃气轮机。他们需要独特而复杂的夹持面作为圆锯的一部分。
“当他们经历迭代过程时，并不是每次都把整把锯子打印出来，他们只是打印出具有功能复杂性的部分。他们不需要花一天的时间来打印，然后在10天内完成10次，而是只需要30分钟，然后花5个小时完成10次。”
4.材料的选择。
马克伪造打印机的工作原理不同于其他金属3D打印机。这是一个挤压过程使用原料材料组成的金属粉末。一旦零件一层一层地组装好，它就会进入一个很深的粘合剂槽，去除零件中的聚合物成分。然后将其放入熔炉中，使金属颗粒固化为最终的实体。使用金属的其他添加工艺可能涉及激光烧结，即金属粉末层上的部分与激光熔接。
拉齐尔指出:“导致我走这条路或那条路的因素是，我通常关注的身体特征是像尺寸和我需要支撑的地方。这些限制条件实际上和那两种打印系统很不一样，在这两种打印系统中，像激光烧结，我通常最关心的是像热量这样的因素。
“多个软件包模型如何在相对强烈的室内作为热量的功能。通过标记的过程，我们考虑炉中的热量如何影响几何形状，以及如何支持或打击潜在的坍塌作为几何形状。“
除金属和聚合物外，设计人员还可以考虑复合材料。例如，连续纤维通常可以具有金属的强度。
“我们的连续碳纤维，例如，在张力和弯曲强度方面执行6061铝。”
这种材料在需要强度但重量轻的应用中是有用的。
在决策树中，设计师什么时候可以在金属和复合材料之间做出选择?拉齐尔表示，传统复合材料层压板结构等复合材料部件通常在铺设层压板纤维的平面上表现得非常好，但在层间附着力方面，这将是设计中一个潜在的薄弱环节。
“我可能会向工程师指出一个金属打印系统，在这种情况下，我有很多不同的入口，可能会受到加载条件的影响。与此相关，硬度是一个很大的特征，我们要确保我们确定金属作为正确的用例。随之而来的是温度。”
当然，聚合物在较低温度的应用中表现良好。
但很多时候，一个零件用多种材料制作会更好。“我们看到很多客户采用了混合动力部件等策略。例如，尺寸对金属来说可能是一个很大的限制，但对聚合物复合材料来说就不是那么大了。我们看到我们的客户使用非常非常大的部分，比如一个末端执行器需要在一个轴上承受很大的负荷。他们可能会将手臂的大部分打印成一种复合材料，然后用金属制造需要定制的尖端或接触点，然后通过螺栓、粘合剂或其他类型的粘合剂将两者连接在一起。
用复合材料考虑的材料方面之一是纤维方向。“具有复合材料的一些学习曲线。这种材料具有铺设在平面中的纤维，因此设计将体验机械负荷成为设计标准。
“当我第一次在这个技术训练,就像坐过山车,然后突然过山车现在可以出轨的,我可以点连续纤维的平面,在任何我想要的方向,几乎像一个超级大国,能够明确地规定一个部件将如何应对机械应力。”
其他的挑战包括“两轴问题”，纤维将被放置在一个二维的层压结构中。实施或使用现成的外部组件组件，如销或螺栓来限制z轴上的那部分，这将是一个非常有用的长期策略。
“我们按照2D格式逐层设计部件，但这些部件需要在3D世界中发挥作用。这就是问题所在，我们拥有的最有效的解决方案之一就是使用现成的组件，比如螺栓。花几美分，我就解决了这个问题在这个部分，我不再有这种类型的漏洞。
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