Phần mềm in 3d kim loại hỗ trợ tốt nhất Magics SG+

Tin tức  on  10/06/2020  by  3DS Team

Trong sản xuất bồi đắp kim loại (in 3d vật liệu kim loại). Cấu trúc vật liệu hỗ trợ (support) cần thực hiện tốt ba chức năng chính. Thứ nhất, đảm bảo sự ổn định của quá trình in 3d (dẫn nhiệt, giảm ứng suất và tránh sự cố trong quá trình bồi đắp). Thứ hai, đảm bảo chất lượng in 3d (cả ở mức độ hình học và bề mặt). Thứ ba, cấu trúc vật liệu hỗ trợ dễ dàng loại bỏ nhất có thể.

phần mềm in 3d kim loại

Vai trò của Phần mềm in 3d kim loại #AM

Sản xuất bồi đắp kim loại hay còn gọi là Additive Manufacturing đang là một thách thức. Thị trường ngày nay định nghĩa học tập ban đầu là giai đoạn đặc trưng bởi các thử nghiệm và phát hiện lỗi, các sự cố bồi đắp, lẳng phí tiền bạc và thời gian, tất cả được trộn lẫn với việc xây dựng một giải pháp in 3d kim loại.

Do đó, một sự hiểu biết thấu đáo về cách thức hoạt động của quá trình sản xuất bồi đắp kim loại là rất cần thiết. Trong đó, đặc điểm bột kim loại, thiết kế cho sản xuất bồi đắp (DfAM), xác định các thông số quá trình in, các bước xử lý sau khi in 3d, là một số trong những nguyên nhân chính dẫn đến ứng suất nhiệt, biến dạng, và co rút.

Việc Phần mềm in 3d kim loại tư vấn hướng đặt mẫu in, xây dựng cấu trúc hỗ trợ đã ảnh hưởng rất lớn đến sự thành công của một mẻ in 3d kim loại. Đã đóng vai trò chính trong quy trình Sản xuất bồi đắp kim loại.

03 công cụ giúp tìm hướng tốt nhất cho đặt mẫu in kim loại

Ứng suất nhiệt, biến dạng và co ngót là ba yếu tố quyết định thành công in kim loại và nó có thể được kiểm soát và điều chỉnh bằng phần mềm. Dưới đây là ba công cụ phần mềm in 3d kim loại sẽ giúp bạn có được định hướng tốt nhất cho bước đặt mẫu.

#1 Biểu đồ phân phối lát (slice distribution graph)

Xác định hướng đặt mẫu in là bước đầu tiên để thành công, ngăn chặn cong vênh hoặc sự cố ngừng đột ngột quá trình in 3d.

Phần mềm in 3d kim loại
Phần mềm Materialise

Bạn có thể ngăn ngừa cong vênh bằng cách giới hạn diện tích bề mặt của mỗi lớp và do đó kiểm soát sự tích tụ nhiệt. Sự khác biệt lớn về nhiệt độ giữa hai lớp liên tiếp làm ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, và có thể dẫn đến sự cố. Vì vậy, bạn cần một công cụ phân tích diện tích bề mặt cho mỗi lớp cùng với sự phân phối nhiệt trong toàn bộ thể tích mẫu in.

#2 Công cụ định hướng Magics

Các công cụ định hướng Magics giúp bạn định hướng chi tiết in 3d một cách thông minh. Giúp giảm các cấu trúc hỗ trợ nhằm tăng chất lượng bề mặt, giảm chi phí sử dụng vật liệu và giảm công việc xử lý hậu kỳ.

Ví dụ, với công cụ tối ưu hóa định hướng Magics SG+, bạn có thể đánh dấu các khu vực của sản phẩm in 3d nơi bạn không muốn có bất kỳ cấu trúc hỗ trợ nào. Sau đó, phần mềm sẽ đề xuất một hướng đặt mẫu khác để đảm bảo chất lượng in 3d đồng thời không cắm support ở khu vực bạn đánh dấu.

Phần mềm in 3d kim loại

Bản so sánh các phương án hướng đặt mẫu in, cho phép bạn so sánh và phân tích thống kê chuyên sâu theo các tiêu chí tuỳ chỉnh. Sẽ giúp bạn dễ dàng chọn lựa phương án tối ưu.

#3 Công cụ hỗ trợ xem trước (preview tool)

Tùy thuộc vào mục tiêu của bạn, hướng đặt mẫu tối ưu sẽ bao gồm sự cân đối phù hợp giữa diện tích bề mặt giảm trên mỗi lớp và số lượng vật liệu hỗ trợ cần thiết.

Công cụ này cung cấp cho bạn bản xem trước cấu trúc đỡ trông như thế nào khi được tạo. Bản xem trước được cập nhật theo thời gian thực trong quá trình lựa chọn hướng. Bạn cũng có thể thấy thông số ước tính về khối lượng của vật liệu đỡ của mổi phương án. Giúp nhanh chóng xác định được phương án phù hợp.

03 lợi ích lớn mà tính năng tối ưu vật liệu đỡ mang lại

Trong sản xuất bằng máy in 3d vật liệu kim loại, cấu trúc vật liệu đỡ cần phải đáp ứng ba chức năng chính sau:

  • Ổn định quá trình sản xuất (dẫn nhiệt, giảm ứng suất và tránh sự cố trong quá trình)
  • Chất lượng thành phẩm (cả yếu tố hình học và bề mặt)
  • Dễ dàng loại bỏ ở bước xử lý hậu kỳ

Trong bài viết này, 3DS tập trung vào chức năng Ổn Định Quá Trình Sản Xuất, vì nó liên quan và ảnh hưởng sâu sắc đến chất lượng. Ba yếu tố được liệt kê sau đây sẽ rất khó tách rời, vì nếu không quản lý nhiệt sẽ dẫn đến biến dạng, có thể dẫn đến sự cố in 3d. Song, hãy để ý xem những cách thực hành tốt nhất cho từng yếu tố.

#1 Quản lý nhiệt

Vấn đề nhiệt có thể được quản lý cả trên quy mô lớn và nhỏ. Ở quy mô lớn, nhiệt có thể được quản lý hiệu quả từ riêng một mẫu in đến cả mẻ in 3d kim loại. Được thực hiện bằng cách sử dụng các cấu trúc đỡ vững chắc dạng khối đặc (solid).

Trong Phần mềm in 3d kim loại Materialize Magics SG+, các cấu trúc đỡ solid (khối đặc) gồm các phương án: thể tích, hình trụ và cấu trúc nhánh cây. Phương pháp này sẽ kiểm soát phần lớn nhiệt sinh ra từ tia laze thiêu đốt. Do đó làm giảm ứng suất bên trong gây biến dạng mẫu in.

Phần mềm in 3d kim loại
Hình ảnh hiển thị cấu trúc đỡ dạng nhánh cây (trái) và dạng khối (phải)

#2 Tránh biến dạng

Trong trường hợp nhiệt không được chuyển hướng hoàn toàn đến build platform*. Các ứng suất bên trong còn lại có thể gây biến dạng mẫu in. Đây có thể là biến dạng của toàn phần (cong vênh) hoặc biến dạng cục bộ, chẳng hạn như độ chính xác hình học GD&T của lỗ hoặc bề mặt.

Cấu trúc đỡ solid sẽ chống lại biến dạng trên bằng cách neo chặt từng phần của chi tiết in vào build platform.

Phần mềm in 3d kim loại
*Build platform của máy in 3d kim loại

Cấu trúc đỡ non-solid (không đặc) sẽ ngăn ngừa biến dạng cục bộ. Bằng cách thay đổi hướng đặt mẫu in của bạn hoặc cắm vật liệu đỡ tại chính xác nơi hai bề mặt sẽ chạm vào nhau và tạo ra một đường co rút, bạn có thể tránh được biến dạng cục bộ.

#3 Giảm sự cố trong quá trình in 3d

Một hệ thống bồi đắp bột* (Recoating Blade) có thể có tác động đáng kể đến chi tiết in 3d và cấu trúc vật liệu đỡ của nó trong quá trình in 3d. Điều này có thể dẫn đến việc dịch chuyển chi tiết. Ngoài ra, phần cạnh của bộ phận bị biến dạng có thể nhô ra trên lớp bột, có khả năng dẫn đến va chạm có thể làm hỏng chi tiết in và / hoặc cơ chế đắp. Do đó, sự kết nối mạnh mẽ với build platform thông qua cấu trúc đỡ solid là cần thiết.

Với các chức năng hỗ trợ từ Phần mềm in 3d kim loại Materialize Magics, bạn có nhiều hơn các cấu trúc hỗ trợ và tăng cường kết nối với build platform. Kích thước răng (điểm tiếp xúc với chi tiết in), hình dạng, mức độ thiêu kết và các thông số khác cũng ảnh hưởng đến cứng vững của cấu trúc đỡ. Chẳng hạn, kết nối hình ống trụ có thể giảm các lỗi bởi cung cấp sự kết nối chắc hơn với build platform.

Cấu trúc vật liệu đỡ quyết định sự thành công của một job in 3d kim loại

Tiết kiệm vật liệu kim loại với phương án cấu trúc đỡ tích hợp

Chúng ta đã thảo luận về ba lợi ích lớn mà cấu trúc vật liệu đỡ mang lại. Materialise ra mắt phương án cấu trúc hỗ trợ mới hoàn toàn, độc đáo và đã được cấp bằng sáng chế - nó mang lại lợi ích lớn: tiết kiệm vật liệu do sử dụng tích hợp cấu trúc solid nhánh cây và dạng khối.

Cấu trúc hỗ trợ tích hợp gồm ba phần khác nhau: phần trên là cấu trúc đỡ dạng khối, phần giữa là dạng nhánh và phần dưới có thể là cấu trúc đỡ hình trụ hoặc hình nón. Nó đặc biệt hữu ích khi hướng đặt mẫu dẫn đến một độ cao nhất định từ build platform.

Chống lại ứng suất trong khi phải duy trì chất lượng

Cấu trúc vật liệu đỡ kim loại phải thực hiện một số yêu cầu mâu thuẫn nhau. Một mặt, nó cần chống lại các ứng suất được tạo ra trong quá trình thiêu kết bột kim loại bằng tia laze và giữ chi tiết đúng vị trí. Mặt khác, nó loại bỏ nhiệt sinh ra cục bộ quá mức có thể dẫn đến chất lượng bề mặt kém và / hoặc tính chất cơ học kém.

Để giữ chi tiết in đúng vị trí và chống lại ứng suất, lý tưởng nhất là sử dụng các cấu trúc hỗ trợ dạng nhánh solid được đặt ở các vị trí chịu lực. Cấu trúc hỗ trợ như vậy rất mạnh, khá dễ dàng để loại bỏ sau khi in và không chứa bột bên trong.

Trong khi đó, để đảm bảo sự dẫn nhiệt cục bộ thích hợp và mang lại chất lượng bề mặt tốt, lý tưởng nhất là sử dụng cấu trúc vật liệu hỗ trợ dạng khối.

Vì vậy, cấu trúc hỗ trợ tích (vừa dạng khối và dạng nhánh solid) hợp cho phép bạn hưởng lợi từ những điều tốt nhất của cả hai phương án. Cụ thể, ở phía trên, sử dụng cấu trúc hỗ trợ khối để đạt được chất lượng bề mặt được yêu cầu. Ở phía dưới, cách xa bộ phận chức năng, cấu trúc hỗ trợ nhánh solid (trụ / nón) sẽ sản xuất nhanh chóng, ít tiêu hao vật liệu hơn và không bị "bẫy" bột. Cấu trúc nón cung cấp sự ổn định tốt hơn, trong khi các cấu trúc trụ thực sự tiết kiệm bột. Tấm ở giữa đảm bảo truyền nhiệt tốt từ khối hỗ trợ đến các cấu trúc hỗ trợ cây / hình nón.

Các thông số dưới sự kiểm soát của bạn

Bạn có thể điều chỉnh các tham số của các cấu trúc hỗ trợ khối: bạn có thể điều chỉnh độ dày, làm cho răng lớn hơn hoặc nhỏ hơn và đục lỗ cấu trúc, hoặc phân mảnh nó. Tiếp theo, bạn có thể chọn độ dày của tấm giữa. Cuối cùng, bạn có thể chọn cấu trúc hình trụ hoặc hình nón. Khoảng cách giữa các nón / trụ và độ dày của chúng cũng có thể được tuỳ chỉnh.

3D Smart Solutions