DfAM là gì? Tại sao bạn nên sử dụng nó?

Trước khi chúng ta làm rõ DfAM, chúng ta cần làm một bài học lịch sử nhanh chóng. Sự phổ biến của máy in 3D vào sản xuất nói chung, đã được khoảng 10 năm. Mặc dù bản thân công nghệ in 3D đã có từ rất sớm, nhưng nó chủ yếu tồn tại trong các quy trình làm việc siêu chuyên biệt hoặc trong bối cảnh R&D. Mãi cho đến khi công nghệ trở nên dân chủ hóa thông qua các công cụ máy in 3D để bàn, chúng tôi mới thực sự thấy ngành sản xuất áp dụng Công nghệ in 3D và bắt đầu xem xét cách nó có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mới.

Khái niệm DfAM là gì?

Chúng ta, nếu đặt sản xuất bồi đắp (AM) trong bối cảnh của công nghiệp 3 hoặc công nghiệp 4.0. Sẽ có thể rút ra những điểm tương đồng với các cuộc cách mạng công nghiệp trong quá khứ.

Nếu bạn nhìn vào sự xuất hiện của (khuôn) ép nhựa trong sản xuất. Thì những năm đầu tiên, các sản phẩm được tạo ra bằng quy trình ép nhựa giống như bản sao của các phương pháp sản xuất trước đó. Vì chúng ta giai đoạn đó vẫn cần học cách tối đa hóa công nghệ.

Và ngay bây giờ, các bạn hiểu rằng chúng ta cũng đang trải qua giai đoạn khai sáng trong sản xuất bồi đắp, học cách tối ưu hóa cho nhiều biến thể của ứng dụng công nghệ.

Mặc dù công nghệ này đã nằm trong tay các nhà thiết kế và kỹ sư trong hơn 10 năm. Nhưng họ sử dụng nó chủ yếu để tạo nguyên mẫu, thử nghiệm hoặc xây dựng bản test của các sản phẩm dự định sản xuất hàng loạt. Phục vụ cho việc tùy chỉnh hàng loạt trong quá trình thử nghiệm.

Chúng tôi và các doanh nghiệp trên thị trường chỉ mới bắt đầu xem xét nghiêm túc cách thức AM có thể được sử dụng trong các sản phẩm cuối cùng để đến tay người tiêu dùng.

• Thiết kế cho quá trình phay CNC
• Thiết kế cho quá trình tiện CNC
• Thiết kế cho quá trình cắt laser thép tấm
• Thiết kế cho quá trình gia công khuôn mẫu
• Thiết kế cho quá trình phóng điện EDM
• v.v.v

Xuất phát từ lợi ích của phương pháp sản xuất bồi đắp như: giảm khối lượng, gia công tạo hình đường ống không thẳng, cấu trúc tổ ong, v.v.v. Và vấn đề là hệ thống máy móc sẽ không tự xây dựng chu trình sản xuất đáp ứng. Để có thể sản xuất thành công các sản phẩm có giá trị như đề cập, nhà thiết kế cần có tư duy phù hợp để vừa có thể tối ưu thiết kế hướng đến sáng tạo, vừa phù hợp với nguyên lý bồi đắp trong sản xuất.

Thiết kế với công nghệ trong tâm trí

Chúng tôi đã đề cập đến điều này ở trên, nhưng nó đáng để phân tích thêm chi tiết. Khi thiết kế bất kỳ sản phẩm nào, việc chúng ta sản xuất như thế nào là điều cần cân nhắc sớm nhất, giúp định hướng cho tổng thể sản phẩm. Cho dù một sản phẩm được chia nhỏ thành một thứ gì đó như vỏ bọc PCB hay mang tính cơ học hơn. Cách sản phẩm sẽ hướng đến hình thức và chức năng ở một mức độ nào đó. Nguyên tắc này không được áp dụng phổ biến trong AM, một phần do nhầm lẫn rằng công nghệ AM cho phép tạo ra bất kỳ hình học nào. Chúng tôi sẽ tiếp tục với một bài đăng trong tương lai sẽ đi sâu hơn vào các thuật ngữ thực tế, nhưng hiện tại, suy nghĩ về những thứ như vật liệu hỗ trợ đi đến đâu, khối lượng các bộ phận, overhang angle và cân nhắc hình học đều đóng một phần trong việc đảm bảo bạn có thể tối đa hóa việc sử dụng AM của bạn.

Khắc phục những hạn chế

Máy in 3D có khả năng “tạo ra bất kỳ hình học nào có thể tưởng tượng được” đây đơn giản là một suy nghĩ chưa đúng. Mặc dù chúng tôi đặc biệt gần gũi với công nghệ để có thể đạt được điều này. Nhưng thực tế là mỗi quy trình sản xuất đều có những hạn chế của nó. Cho dù đó là những thứ như: Gia công under cut trong phay CNC 3 trục, góc nghiêng thoát khuôn trong ép nhựa. Mỗi công nghệ cụ thể được tối ưu hóa cho những thứ khác nhau.

Cần tối ưu hóa cho tốc độ? Rất có thể FFF hoặc SLS là nơi bạn cần xem xét. Cần độ sắc sảo chi tiết và ở quy mô loạt nhỏ? SLA là câu trả lời. Nhưng đấy mới chỉ là mức cơ bản, nếu bạn đã từng phải làm công việc DfM (Design for Manufacturing), bạn sẽ biết chính xác điều gì sẽ diễn ra: Bạn cần tối ưu hóa hình học cho quá trình sản xuất trong tầm tay. Không chỉ để nó hoạt động nhất quán và cân bằng giữa hình thức, chức năng và chi phí, mà còn để bạn đang tối đa hóa những gì mà công nghệ sản xuất mang lại cho bạn.