Пожалуйста, оставьте нам сообщение
Решения для 3D-печати без поддержки, позволяющие создавать крупногабаритные, тонкостенные и сложные конструкции.
2026-05-19
В области аддитивного производства существует известная поговорка: «Печать — это легко, а вот контроль формы — сложно». Это особенно верно для некоторых легких конструкций со специальными структурами, что приводит к резкому увеличению сложности изготовления.
Высокоточная 3D-печать тонкостенных сложных конструкций представляет собой особенно сложную задачу. Добавление опор может легко повредить саму конструкцию во время постобработки; без опор или с недостаточным количеством опор детали рискуют деформироваться.
Недавно Научно-исследовательский институт станкостроения General Technology столкнулся с «проблемой контроля формы и изготовления» при разработке типичной тонкостенной изогнутой трубной детали.
Проблемы контроля формы тонкостенных изогнутых трубчатых конструкций
Деталь имеет размеры 82*122*264 мм и представляет собой тонкостенную изогнутую трубчатую конструкцию с узким внутренним пространством, извилистыми каналами и низкой общей жесткостью . Традиционные процессы 3D-печати обычно требуют многочисленных опор для фиксации детали в наиболее слабых местах . Однако удаление этих опор впоследствии затруднительно и сопряжено с риском потери точности.
Кроме того, в процессе печати деталей под воздействием непрерывного подвода тепла и цикла охлаждения накапливаются остаточные напряжения, что легко может привести к таким проблемам, как деформация и коробление . Это особенно актуально в области сопла , где меньше ограничений и сложный путь отвода тепла, что приводит к наиболее сильной деформации .
Если мы продолжим следовать традиционному методу проб и ошибок «печать-сканирование-исправление-повторная печать» , это не только повлечет за собой значительные материальные и технические затраты, но и затруднит гарантирование цикла исследований и разработок, а результаты будут полны неопределенности .
«Оптимизация конструкции + компенсация на основе моделирования»
В издании 3D Printing Technology Reference отметили, что когда традиционные процессы 3D-печати оказались неэффективными, Научно-исследовательский институт станкостроения General Technology применил другой подход: используя программное обеспечение Voxel IDance Additive (VDA) от Mango Technology, они успешно решили проблемы контроля формы и производства с помощью стратегии «оптимизация конструкции + компенсация моделирования».
➡️Шаг 1: Оптимизация конструкции – Введение «кристаллической решетчатой структуры»
добавили регулируемую решетчатую структуру в «зону сопла», наиболее легко деформируемую область детали, в модуле проектирования VDA . Исследования показали, что программное обеспечение поддерживает гибкую настройку решетчатой структуры на уровне параметров. Это означает, что «решетка» не фиксирована, а может быть точно настроена в разных областях на основе анализа напряжений, что приводит к более рациональному распределению жесткости .
В то же время, конструкция с решетчатой структурой исключает трудоемкий процесс ручного добавления опор после компенсации деформаций, характерный для традиционного процесса 3D-печати, что значительно повышает стабильность печати сложных деталей.
В качестве источника информации о технологии 3D-печати мы обратились к компании Mange Technology. Решетчатая структура добавляется только в область отверстия трубки, а внутри она остается полой. Необходимость её удаления будет зависеть от конкретного применения.
➡️Шаг второй: Компенсация моделирования – Обратная компенсация для точного контроля формы
Команда распечатала и проверила конструкцию. Однако после сканирования они обнаружили, что общая деформация детали достигла примерно 0,4 мм, что все еще превышало допуск, предусмотренный проектом. Поэтому команда приступила ко второму этапу коррекции.
Модель с дополнительной решетчатой поддержкой содержит приблизительно 12 миллионов треугольных граней. Столкнувшись с большими объемами данных и сложной геометрией, команда разработчиков использовала модуль аддитивного моделирования VoxelDance для разработки схемы компенсации деформаций.
Сначала полная геометрическая модель импортируется в модуль моделирования VDA. Используя возможности параллельных вычислений программного обеспечения, полностью моделируется термомеханическое взаимодействие и деформационное поведение всего процесса печати, а также проводится точный анализ моделирования для прогнозирования распределения остаточных напряжений и деформаций.
На основе результатов моделирования программное обеспечение автоматически генерирует обратную величину компенсации для предварительной деформации исходной детали, так что деформация в процессе печати и величина предварительной коррекции взаимно компенсируются.
Наконец, команда разработчиков использовала компенсированную и скорректированную модель для второй печати и выполнила трехмерное сканирование готового изделия. Результаты сравнения данных показали, что ранее существовавшая серьезная проблема деформации была эффективно контролирована, а общее отклонение размеров было уменьшено до 0,2 мм, что более чем вдвое повысило точность.
