Come progettare per la produzione additiva

01 FEBBRAIO 2023 | Tempo di lettura: 4 min

Così come la manifattura additiva ha rivoluzionato il modo in cui è possibile realizzare parti e componenti, ha anche cambiato completamente il modo in cui dobbiamo considerare la progettazione dei prodotti. Scoprite come questo nuovo approccio sia parte integrante del processo di stampa 3D industriale e quali sono gli strumenti di progettazione a vostra disposizione.

Ottimizzazione della progettazione per la stampa 3D industriale

Tutti i progetti di produzione additiva iniziano con la progettazione. Questa fase influisce su ogni aspetto del prodotto finale, dalle applicazioni per l'utente finale al costo di fabbricazione. 

Essendo una tecnologia che rompe i confini di ciò che si pensava fosse possibile in precedenza nella produzione, una progettazione AM di successo richiede un approccio altrettanto innovativo. Ciò richiede un cambio di paradigma nel modo di pensare alla progettazione e alla produzione, e questo è ciò che ci proponiamo di insegnare agli studenti che si iscrivono al nostro programma di certificazione Additive Manufacturing Designer.

La creazione di pezzi e prodotti più leggeri, più performanti e potenzialmente più economici da produrre sono i principali vantaggi dell'AM. Ma queste possibilità non possono essere facilmente realizzate se la comprensione della progettazione manifatturiera è radicata in metodi più tradizionali. Per questo motivo, il nostro programma mira a fornire ai progettisti una nuova prospettiva, una mentalità di "pensiero additivo".
 

Vantaggi della progettazione con fabbricazione additiva

Esaminiamo gli obiettivi finali che la produzione additiva e la progettazione possono aiutare i progettisti a raggiungere.

Consolidamento parziale

Con la stampa 3D è possibile trovare opportunità in cui un pezzo che in precedenza era composto da decine o addirittura centinaia di componenti più piccoli può essere ridotto alla produzione di un numero molto inferiore di pezzi. Questo comporta una serie di potenziali vantaggi per i produttori:

• Un minor numero di pezzi significa semplificare gli assemblaggi complessi di più componenti, che possono richiedere tempo e costi elevati.

• I processi di assemblaggio e il controllo qualità possono essere ridotti, con conseguente diminuzione dei costi di produzione.

• Un minor numero di parti che devono lavorare all'unisono significa che ci sono meno potenziali punti di guasto.

• La riduzione del peso può migliorare le prestazioni e l'efficienza.

Personalizzazione di massa

I prodotti creati con la fabbricazione additiva possono essere progettati in modo unico per soddisfare criteri molto specifici, sia su scala grande che piccola. Gli articoli su misura possono essere adattati alle esigenze dell'utente finale e quindi replicati con precisione per il numero di iterazioni necessarie o per il numero ridotto di iterazioni. Ciò può essere ottenuto con un impatto minimo sui costi e sui tempi di produzione, che sono sempre stati un fattore importante quando si tratta di produzione di massa.

Un esempio eccellente è rappresentato dalla stampa 3D di occhiali e di occhiali da vista, un settore di nicchia in cui EOS vanta una notevole esperienza. EOS ha lavorato con marchi come YOU MAWO e Hoet per raggiungere i loro obiettivi individuali utilizzando tecniche di progettazione e produzione additiva. I nostri brief di progettazione per i clienti in questo settore si concentrano su obiettivi altamente specifici, che vanno dalla creazione di stili unici e dalla modellazione di occhiali più aderenti alla riduzione dei costi o dell'impronta di carbonio della produzione.

Per raggiungere questo tipo di obiettivi, i designer devono affrontare la sfida con una mentalità diversa: devono pensare in modo additivo, anziché sottrattivo.

Strumenti di progettazione dedicati alla produzione additiva

Gli strumenti tradizionali di progettazione assistita da computer (CAD), come Pro/ENGINEER, Catia e Siemens NX (precedentemente noto come Unigraphics), sono stati creati pensando alla produzione sottrattiva. Questi tipi di strumenti di progettazione adottano un approccio in cui, se si vuole creare un foro in un blocco, ad esempio, lo si trapana.

Questo è l'esatto contrario di come si crea un foro da una prospettiva additiva. Pensare e progettare in modo additivo significa creare il blocco attorno al foro, anziché inserire il foro nel blocco. Gli strumenti CAD tradizionali fanno un ottimo lavoro quando si progetta per la produzione sottrattiva, ma non sono adatti alla produzione additiva.

Da qui la necessità di nuovi programmi CAD additivi specializzati che consentano ai progettisti di creare parti in modo diverso. Tre dei più efficaci pacchetti software disponibili sono nTopology, Altair e Synera.

nTopologia

Questo programma è eccellente per la creazione di flussi di lavoro end-to-end con l'aggiunta di reticoli ed esportazioni di mesh da componenti separati. Il programma introduce la simulazione e la progettazione basata sui dati nel processo di sviluppo, consentendo di creare parti più efficienti in modo più efficace.

Altair

Per progetti funzionali ottimizzati per le prestazioni e la produzione, Altair consente di basare i progetti sull'ottimizzazione della topologia e sui suggerimenti della simulazione di produzione. Inoltre, consente di convalidare la producibilità e di introdurre le modifiche necessarie alle geometrie, agli orientamenti e ai supporti dei pezzi.

Synera

Synera è un software ideale per impostare simulazioni, realizzare progetti leggeri e integrare strutture reticolari nei progetti. Dispone inoltre di strumenti per stimare e ottimizzare i costi di progettazione e di funzioni di ottimizzazione della struttura di supporto.

Nel nostro programma di certificazione Additive Manufacturing Design offriamo ai nostri studenti la possibilità di scegliere una formazione mirata su uno di questi tre strumenti, perché ognuno di essi offre diverse opportunità per gli aspetti chiave della progettazione additiva. Grazie alla guida e all'esperienza di esperti incluse nel programma, forniamo ai nostri studenti le competenze e le conoscenze necessarie a qualsiasi team di progettazione additiva.

Progettare con intenzione

La produzione additiva consente ai progettisti di concentrarsi veramente sui risultati desiderati di un progetto e di trovare modi innovativi per raggiungerli attraverso applicazioni creative. Questo può avvenire in molte forme:

• Progettazione in funzione dei costi: Ridurre i costi di produzione attraverso una migliore gestione di materiali, rifiuti e processi.

• Progettare per funzionare: Migliorare le prestazioni o la qualità riducendo il peso, trovare nuovi tipi di struttura o utilizzare materiali diversi può essere possibile con la progettazione additiva.

• Progettazione generativa: Utilizzare software e algoritmi di calcolo per creare, testare e perfezionare geometrie ad alte prestazioni.

• Progettare per l'ambiente: Utilizzare metodi di progettazione additiva per concentrarsi sull'impronta di carbonio e sulla riduzione dei rifiuti, nonché esplorare le applicazioni di materiali più ecologici.

Poiché la produzione additiva consente di superare i confini della progettazione e della produzione, è un mezzo ideale per trovare opportunità di capovolgere gli approcci progettuali convenzionali. Per questo motivo insegniamo ai nostri studenti come trasformare la loro mentalità per guardare ai problemi da una prospettiva completamente diversa e poi diamo loro le competenze per implementare queste soluzioni utilizzando strumenti creati appositamente per la progettazione additiva.

Il nostro programma di certificazione Additive Manufacturing Design consente di sviluppare le competenze necessarie per diventare un vero progettista additivo. Sessioni di e-learning, webinar dal vivo ed esercitazioni pratiche vi aiutano ad affinare le vostre capacità di progettazione avanzata e a pensare in modo additivo.