Druk 3D, technologia, która jeszcze do niedawna wykorzystywana była do drukowania prototypów i części nieposiadających strategicznego znaczenia, znajduje coraz szersze zastosowanie w takich branżach, jak lotnictwo czy przemysł samochodowy. Jak każda nowinka musi ona pokonać pewne uprzedzenia i obawy, jednak korzyści płynące z wykorzystania tego rozwiązania dają bardzo wymierne efekty w postaci redukcji masy bez konieczności rezygnacji z wytrzymałości konstrukcji. Drukować można „klasyczne” modele, a sposób ich wykonywania został dopracowany do perfekcji przy wykorzystaniu tradycyjnych metod produkcyjnych. Dzięki temu, iż druk pozbywa się ograniczeń klasycznych metod wytwórczych, kształty mogą być bardziej skomplikowane, bioniczne. Potrzebne są odpowiednia narzędzia umożliwiające zamodelowanie takiej geometrii. Druk 3D w NX daje takie właśnie, niezwykle szerokie możliwości.

Narzędzia druku 3D w NX

Firma Siemens PLM, producent systemu NX, udostępnia szereg narzędzi wspomagających projektowanie modeli o zaawansowanych kształtach oraz do ich wydruku. NX zapewnia obsługę pełnej gamy technologii addytywnej (Addictive Manufacturing), Nesting 3D (obsługiwanego przez Materialise technology) oraz siatki 3D (Lattice Structure). Jedną z nich, Topology Optymalization, jest możliwość zastępowania standardowych kształtów, „nowymi bionicznymi”.

 

Rys. 1 Konwergencja modelu ‚tradycyjnego” na kształt „bioniczny”

Otrzymane modele są lekkie i w optymalny sposób spełniają wymagania eksploatacyjne stawiane przez założenia konstrukcyjne.

Rys. 2 Przykład konstrukcji wzmacniającej drukowany element

W celu uzyskania pożądanego kształtu podczas wydruku gotowego modelu, stosowane są odpowiednie konstrukcje wzmacniające, podpory, które w późniejszym etapie są usuwane. NX zapewnia szereg narzędzi przyspieszających projektowanie takich konstrukcji.

Modelowanie convergentne (Convergent Modelling) jest innowacyjną technologią, znacząco przyspieszając pracę nad geometrią składającą się z powierzchni, brył i ze ścianek/fasetek (pliki w foramcie STL). Umożliwia wykorzystanie zeskanowanej geometrii, jako integralnej części modelu, np. zeskanowanego kształtu kości, do zamodelowania potrzebnej geometrii, np. protezy stawy biodrowego.

Rys. 3 Wykorzystanie zeskanowanej geometrii do modelowania części

Technologia Siatki 3D (Lattice Structure) w znaczący sposób zmniejsza wagę projektowanych komponentów. Możliwe jest wybieranie pomiędzy wieloma typami komórek. Szeroki zakres parametryzacji wielkości komórki daje możliwość dostosowania kształtu do aktualnych potrzeb. Siatka może być tworzona jako wypełnienie przestrzeni wewnątrz modelu lub jako kształt leżący na dowolnej powierzchni.

Rys. 4 Siatka wypełniająca zamkniętą geometrię

W celu optymalnego wykorzystania wydruku 3D, NX posiada narzędzie nestingu 3D (obsługiwanego przez Materialise technology), do części z tworzyw sztucznych. Optymalizuje ono rozmieszczenie części na wydruku przez, co skraca się czas wprowadzenia nowego produktu na rynek oraz redukuje koszty.

Rys. 5 Nesting 3D

NX posiada narzędzia umożliwiające sprawdzenie poprawności projektowanych komponentów poprzez weryfikowanie:

  • Minimalnej grubości ściany, aby była możliwość wydrukowania komponentu
  • Analizy kąta zwisu pozwalające zidentyfikować regiony części które wymagają podparcia
  • Szybkiego policzenia objętości drukowanych części i sprawdzenia czy zmieszczą się one w przestrzeni roboczej drukarki.

Drukowanie w przestrzeni z poziomu NX-a nie wymaga żadnych dodatkowych rozwiązań, czy postprocesorów. Oprogramowanie NX wspiera druk w proszkach metalowych i tworzywach sztucznych.  Wystarczy zainstalować drukarkę i już można się cieszyć swobodą tworzenia nowych części..

Opracował: Piotr Szymczak

Jeśli interesuje Cię system NX – napisz do nas