6 herramientas esenciales de SOLIDWORKS para manufactura aditiva
Posted on 17 julio, 2018
La manufactura aditiva, también conocida comúnmente como impresión 3D, es un proceso de fabricación mediante el cual se agrega material, capa por capa, para construir una pieza. El proceso comienza con un modelo 3D que está diseñado en el programa CAD nativo del usuario. Esa parte se analiza y se divide en varias secciones para crear un plan de construcción para la pieza.
Las tecnologías populares para la manufactura aditiva incluyen Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), Direct Metal Laser Sintering (DMLS), Selective Laser Melting (SLM) y Fused Filament Fabrication (FFF). Entre otras tecnologías.
Son muchos los beneficios de la manufactura aditiva. Esto incluye un tiempo de entrega más corto para las piezas, crear piezas que no pueden ser creadas por métodos de fabricación tradicionales, piezas más livianas, menos residuos, son menos las habilidades necesarias para operar, sin cambios de herramientas entre diseños y la capacidad de utilizar una gran variedad de materiales.
Hay una sorprendente variedad de materiales hoy en día como lo son: metales, polímeros y cerámica.
Diseñando para manufactura aditiva con SOLIDWORKS
Las funciones de SOLIDWORKS pueden ayudar a identificar problemas de diseño o geometría al principio de la fase de diseño para reducir costos y ahorrar tiempo.
Vamos a presentar algunas de estas características que ayudan a preparar los diseños para la manufactura aditiva en general.
Las características de SOLIDWORKS que discutiremos incluyen:
· SimulationXpress
· Print3D
· Análisis de Geometría
· Análisis de espesor
· Undercut Analysis
· Draft Analysis
· DFMXpress
SimulationXpress
SimulationXpress es una herramienta gratuita que se activa dentro de SOLIDWORKS que permite el análisis de elementos finitos de primer paso (FEA) dentro del software SOLIDWORKS. SimulationXpress ayuda a los ingenieros y diseñadores a asegurarse de que la pieza que están diseñando funcionará según lo diseñado, lo cual es importante a la hora de decidir si su prototipo podrá ser funcional.
Si necesita un prototipo funcional, una pieza de producción de bajo volumen, una plantilla, un accesorio o una herramienta, una pieza de plástico puede fallar en una prueba de esfuerzo o deflexión, entonces debe considerar sus materiales.
Una cosa importante a tener en cuenta es que la mayoría de las partes que se crean con tecnología FFF o similar no tendrán el 100% de relleno por defecto. Un porcentaje de relleno a menudo se utilizará cuando se habla de partes impresas en 3D. La mayor parte del material interno se colocará en capas en una matriz o estructura de celosía y no será 100% sólido o denso. Las piezas diseñadas no tendrán la fuerza de una pieza con un relleno del 100% (totalmente denso), pero la herramienta sigue siendo valiosa al comparar el esfuerzo y la deformación en los materiales.
Print3D
SOLIDWORKS introdujo una función hace unos años que hace que la impresión en impresoras 3D sea tan sencilla como en las impresoras 2D (inyectores láser e inyección de tinta) al imprimir en la impresora 3D desde una aplicación (SOLIDWORKS).
Esta característica no fue del agrado de los fabricantes de impresoras 3D, pero hay algunas impresoras compatibles con esta característica, como Makerbot.
Muchas empresas de impresión 3D proporcionan su propio software en su lugar. La característica tiene mucho valor cuando se considera que tiene un comprobador de pared delgado, una función de escala para asegurarse de que las piezas se pueden imprimir con precisión y un comprobador de volumen de la cama de la impresora para ver si su pieza encajará sin cambios. Esta característica también intentará orientar la pieza para que encaje en la cama de construcción de una impresora 3D. Todo esto y agrega la capacidad de verificar dónde pueden ser necesarios los soportes. Esta es una herramienta con extraordinarias características y debe usarse al menos antes de enviar un archivo a su impresora.
Un gramo de prevención vale por un kilo de curación.
Análisis de geometría
El análisis de geometría identifica problemáticas en las geometrías que podrían causar problemas en otras aplicaciones.
Estas aplicaciones incluyen modelado de elementos finitos, impresión 3D o mecanizado asistido por computadora. Puede especificar valores de parámetros de control para identificar estas entidades geométricas. Estos pueden ser bordes pequeños, caras pequeñas o bordes o caras discontinuos. No le gustaría que su impresora intente crear una geometría que podría fallar, especialmente cuando es trivial corregir en SOLIDWORKS. Muchos de estos errores ocurren en operaciones complejas de fileteado. Los filetes son importantes para aliviar las concentraciones de tensión cuando se fabrican piezas utilizando algunos procesos de manufactura aditiva.
La figura siguiente muestra un Análisis de Geometría que se está configurando para la pieza que se está diseñando.
Análisis de espesor
El análisis de espesor es una herramienta muy importante para todas las piezas que se fabrican ya sea que se use manufactura aditiva o sustractiva.
Cada método de impresión 3D tendrá directrices de diseño únicas para el tamaño de la pieza y el grosor de la pared. En SOLIDWORKS, estos se pueden ingresar como parámetros para generar comentarios específicos para su proceso de impresión 3D. Las paredes muy delgadas pueden doblarse o caerse con la manufactura aditiva utilizando cualquier material. Las paredes gruesas también pueden ser un problema para algunos procesos de manufactura aditiva. La misma herramienta identificará esas regiones. Como pueden ver en la imagen, SOLIDWORKS detecta automáticamente dónde hay paredes delgadas o gruesas. Estas pueden no ser siempre obvias pues dependen de la complejidad de su diseño.
Análisis de Angulo de salida y Análisis de Corte Sesgado
Estas características son típicamente para aplicaciones de diseño de moldes, pero son muy útiles cuando se buscan aplicaciones en la manufactura aditiva. Los usuarios de SOLIDWORKS solo necesitan definir la dirección de “extracción” o la dirección desde la que se construirá la parte y un umbral de ángulo definido y así SOLIDWORKS hace el resto. Siempre que exista una condición de corte o caras en ángulos que se aproximen o excedan de los 45 grados, a menudo, son necesarios los soportes. Deben evitarse los soportes cuando sea posible, por lo que es importante que SOLIDWORKS le informe cuándo existen estas condiciones, de modo que puede abordar esta problemática desde el mismo software.
Dependiendo de su método de impresión, los soportes pueden ser difíciles de eliminar después de la impresión y pueden dejar superficies muy rugosas. En la imagen, las caras rojas y azules necesitarían soportes, mientras que las caras amarillas y verdes no. Las caras amarillas y verdes no necesitarán soportes, ya que se encuentran bajo el umbral de ángulo en la dirección de construcción de la pieza.
DFMXpress
DFMXpress es una herramienta gratuita que debe activar dentro de su software SOLIDWORKS.
Esta herramienta no tiene nada que ver con la manufactura aditiva. De hecho, está orientado al fresado y la perforación, que son operaciones de manufactura sustractiva. El valor en esta herramienta es mostrar dónde el uso de la manufactura aditiva sería ventajoso cuando el mecanizado sea difícil o imposible. La imagen a continuación muestra las áreas de la parte diseñada donde será difícil fresar o perforar usando la manufactura sustractiva.
Modelos SOLIDWORKS utilizados para la impresión 3D en metal
Puede usar las funciones anteriores con la mayoría de los procesos de fabricación, incluido un nuevo proceso llamado Bound Metal Deposition ™ (BMD). BMD es la tecnología de impresión detrás del Desktop Metal Studio System ™ mediante el cual las barras de metal encuadernadas -polvo de metal mezclado con aglutinante de polímero- se calientan y extruyen para crear piezas metálicas impresas en 3D. Todos los componentes del sistema son seguros y amigables para la oficina, y no hay necesidad de actualizaciones importantes de las instalaciones para ejecutar la impresora. No solo puede hacer prototipos de forma y ajuste, sino que también puede hacer prototipos funcionales.
Estas son partes metálicas reales que pueden funcionar para diseñar criterios. Estas piezas pueden estar disponibles en un par de días con el sistema Desktop Metal Studio. A menudo, lleva semanas mecanizar una pieza de metal debido a los compromisos de mecanizado existentes o a la subcontratación. Otras aplicaciones de partes del Studio System son para producción de bajo volumen, plantillas y accesorios, y herramientas. La imagen a continuación muestra un modelo de SOLIDWORKS a la izquierda y la parte metálica impresa con el Desktop Metal Studio System a la derecha. El mismo modelo de SOLIDWORKS se puede cargar en el software de control para Studio System e imprimir. No hay necesidad de STL u otros formatos de archivos.
Resumen
SOLIDWORKS ayuda a los diseñadores e ingenieros a atajar el ciclo de iteración de piezas mediante la identificación de áreas para rediseñar antes de la impresión. Mientras que muchas impresoras 3D tienen un software patentado con análisis de geometría, modificación de orientación y detección de geometría, encontrar estos problemas en la etapa de impresión significa que los ingenieros van a trabajar entre sus programas CAD y el software de impresión para modificar y preparar sus piezas para imprimir. Con el uso de estas herramientas, los usuarios de SOLIDWORKS pueden detectar por adelantado áreas potencialmente problemáticas para un proceso de impresión en 3D; editar directamente en el programa; y como resultado, mejora en gran medida el rendimiento de impresión y los ciclos de iteración más bajos debido a impresiones fallidas.
Traducido por: SolidServicios
Author: Aaron Kelly, Marketing consultant
Post Original: http://blogs.solidworks.com/solidworksblog/2018/07/six-essential-tools-for-solidworks-users-working-with-additive-manufacturing.html