6 consigli per ridurre i costi di fusione del letto di polvere laser

Quando si parla di produzione convenzionale, la regola generale è che più complesso è il pezzo, più alti sono i costi. Non è questo il caso delle tecnologie di produzione additiva, come ad esempio fusione laser a letto di polvere (LPBF).

I progetti complessi con superfici a forma libera, sottosquadri o forme interne non sono i principali fattori che determinano il prezzo. Al contrario, il costo deriva principalmente dal volume: maggiore è il prezzo, maggiore è la quantità di polvere di metallo richiesta dal progetto.

L'ottimizzazione dei progetti per minimizzare il volume è essenziale per ridurre efficacemente i costi di L-PBF. È anche importante ripensare la strategia di produzione del pezzo. Ecco sei modi per ridurre i costi.

1. Utilizzare l'ottimizzazione della topologia 

L'ottimizzazione topologica utilizza modelli algoritmici per ottimizzare la disposizione dei materiali entro determinate specifiche. Tali specifiche possono riguardare la simmetria, le proprietà dei materiali, le condizioni di carico, ecc. In breve, è una tecnica eccellente per abbassare i volumi e ridurre i costi della produzione additiva di metallo.

La produzione additiva di metallo può diventare costosa quando sono necessari grandi volumi, quindi vale la pena utilizzare un software di ottimizzazione topologica quando si progettano parti in metallo.

2. Lattici di progettazione

Un reticolo è una struttura intrecciata di schemi ripetuti. Si pensi agli esagoni di un nido d'ape o alle travi incrociate di un ponte. Nell'ambito di L-PBF, i reticoli sono un modo eccellente per produrre pezzi resistenti e leggeri. I tralicci possono essere utilizzati al posto dei volumi solidi, con un notevole risparmio sui costi. La progettazione dei tralicci può essere automatizzata tramite programmi CAD. È relativamente facile stampare le strutture attraverso la produzione additiva, indipendentemente dalla loro complessità.

Un cubo solido e uno con reticoli

L'ottimizzazione topologica e i reticoli possono essere utilizzati insieme. Le ricerche dimostrano che le due tecniche sono particolarmente efficaci se combinate. Uno studio del 2019 ha dimostrato che l'uso dei reticoli e l'ottimizzazione della topologia hanno ridotto i costi del 54%. Anche il peso del pezzo e il tempo di produzione si sono dimezzati.

Volete altre informazioni sul design? Date un'occhiata a la guida alla progettazione di L-PBF.

3. Angoli del filetto

Di solito è buona norma filettare (arrotondare) tutti gli spigoli vivi del progetto. Uno dei motivi è che gli angoli sono il punto in cui si concentrano le sollecitazioni. Un altro motivo è la riduzione dei costi. La filettatura degli spigoli esterni comporta una quantità di polvere di metallo leggermente inferiore. La filettatura non rappresenta un'enorme riduzione dei costi, ma il risparmio può aumentare nel tempo. Inoltre, l'eliminazione delle concentrazioni di tensioni riduce la possibilità di guasto del pezzo, evitando così un aumento imprevisto dei costi.

4. Comprendere le diverse polveri metalliche

All'inizio di questa guida abbiamo detto che il volume è uno dei fattori chiave del prezzo. È vero, ma anche il tipo di polvere metallica influisce sul prezzo. A seconda del progetto, sarà necessario utilizzare determinati metalli a causa delle diverse proprietà meccaniche offerte da ciascun tipo. Inoltre, le varianti di polvere combinano i tipi di metallo o forniscono diversi livelli di purezza.

Scegliere il tipo di metallo più conveniente con tutte le proprietà meccaniche necessarie aiuta a ridurre i costi. I prezzi globali dei metalli fluttuano a causa delle condizioni economiche, ma ecco come si posizionano i principali tipi di metallo in termini di prezzi comparativi.

5. Ripensare la quantità

Non si tratta di un consiglio di progettazione, ma piuttosto di un consiglio strategico. Con la produzione additiva, la produzione di piccoli lotti di unità è significativamente più economica rispetto alla produzione convenzionale. Questo perché la produzione additiva elimina la necessità di utensili. Escludendo i costi di progettazione e produzione degli utensili, i costi di produzione per unità rimangono pressoché costanti, come si vede nel grafico seguente. Grazie ai costi iniziali più bassi e ai tempi di consegna rapidi, la produzione additiva è diventata particolarmente popolare per la prototipazione, l'attrezzaggio, le maschere, le attrezzature e i componenti finali su richiesta.

Questo grafico mostra anche che, per quanto la produzione convenzionale possa essere inizialmente costosa, il costo per unità diminuisce quando si producono più unità. I vostri numeri di produzione assicurano che la produzione additiva è sempre la tecnologia ideale. Tuttavia, questo grafico mostra che è essenziale sapere quando la curva dei costi potrebbe spostarsi nella direzione opposta. Quando ciò sta per accadere, è meglio essere preparati e ripensare al metodo di produzione ideale per il vostro progetto.

6. Ottenere prezzi quasi in tempo reale sulle iterazioni

I costi non dovrebbero essere una scatola nera. Quando si sperimentano materiali diversi, progetti modificati e altri fattori, l'ultima cosa da fare è aspettare per vedere l'impatto sul prezzo. Fortunatamente, i giorni in cui si inviava un progetto e si attendeva un preventivo manuale sono finiti.

Con MakerVerse, ad esempio, è possibile caricare un progetto e ottenere un preventivo immediato. I prezzi vengono aggiornati immediatamente quando si modificano le diverse opzioni relative a materiali, finiture e altro. Se si cambia il progetto, è possibile caricarlo nuovamente per ottenere un preventivo immediato. nuovo preventivo immediato.

I prossimi passi

La tecnologia di produzione additiva è in continua evoluzione. Le tecniche esistenti migliorano continuamente, mentre vengono sviluppate tecnologie completamente nuove. Ciò significa che la produzione additiva non è mai statica. Si tratta di una tecnologia dinamica, dove stare al passo con le ultime tendenze è utile per trovare opportunità di ottimizzazione dei prezzi.