Drukowanie 3D ulepszonego komponentu samochodowego DMLS przy użyciu optymalizacji topologii i DfAM

W szczególności badacze używają Design for Additive Manufacturing (DfAM) wraz z optymalizacją topologii, aby zbadać kompromisy między masą części, wymaganiami dotyczącymi wsparcia, kosztami produkcji i wydajnością mechaniczną. Przeprojektowali pionek na samochodzie wyścigowym SAE Formula Formula, aby zmniejszyć struktury wsparcia i koszty produkcji podczas korzystania z Direct Metal Laser Sintering (DMLS).

Pionier jest odpowiedzialny za przenoszenie ładunków z ziemi na podwozie, oraz jest ważnym składnikiem samochodu wyścigowego. Początkowa zoptymalizowana konstrukcja miała teoretyczną wagę 1,62 funta. (735 gramów). Model analizowano pod kątem dwóch orientacji: płaskiej na platformie budowania i na boku. Do obliczenia ogólnych kosztów wytwarzania konstrukcji zastosowano narzędzie kalkulacji kosztów. Wyliczone koszty części drukowanego mieszkania i na jego stronie wyniosły odpowiednio odpowiednio rok 2015 i 2995 USD. Przeprowadzono symulacje MES, aby upewnić się, że parametry mechaniczne końcowych części spełniają warunki obciążenia.

Naukowcy pracowali nad udoskonaleniem projektu za pomocą programu o nazwie OPTISTRUCT, którego pierwotnym projektem było odniesienie. < / p>

"Ponieważ problem optymalizacji wiąże się z wieloma przypadkami ładowania, stosuje się podejście ważonej zgodności w celu określenia optymalnego układu przy rozważaniu czterech różnych przypadków ładowania" - wyjaśniają naukowcy. "Funkcja celu jest zdefiniowana jako zminimalizowanie reakcji na zgodność podlegającej ułamkowi objętości wynoszącemu 20% jako ograniczenie optymalizacji."

Celem przeprojektowania było zmniejszenie zapotrzebowania na podpory, a naukowcy byli w stanie to zrobić , chociaż waga części została zwiększona. Po przejrzeniu analizy MES część ponownie przeprojektowano w celu zmniejszenia ciężaru. Ostateczna część wymagała o 91,7% mniej struktury wsparcia, a całkowity koszt produkcji został zmniejszony o 51,7%.

"Przyszłe prace wiążą się z sformalizowaniem podejścia, które integruje optymalizację topologii, MES, projektowanie wsparcia i reguły DfAM w bardziej spójne ramy "- podsumowują naukowcy. "Planujemy również wyprodukować i przetestować Redesign 2 przy użyciu maszyny EOS M280 i zebrać rzeczywiste dane dotyczące produkcji podobne do projektu 0, aby uzyskać dokładniejszy pomiar wymagań dotyczących wsparcia i zatrzymanego proszku. Ponadto geometria wpływa na naprężenia i odkształcenia szczątkowe spowodowane częstymi cyklami ogrzewania i chłodzenia w procesie produkcji dodatków opartych na laserze. Dlatego w przypadku takich funkcjonalnych części ważne jest, aby znać charakterystykę projektupodczas procesu AM. Przeprowadzone zostaną symulacje termomechaniczne w celu oszacowania ugięć w części i dane te zostaną wykorzystane do przeprojektowania, jeśli będzie to wymagane. "

Autorami publikacji są: Nithin Reddy, Vincent Maranan, Timothy W. Simpson , Todd Palmer i Corey J. Dickman.

Porozmawiaj o tym i innych tematach drukowania 3D na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się poniższymi przemyśleniami.