Современная электроника №7/2021

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 7 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2021 Рис. 3. Фотография напечатанного на Renishaw AM400 кронштейна, разработанного с применением порождающего проектирования во Fusion 360 Рис. 2. Результаты расчёта напряжённо-деформированного состояния кронштейна в Autodesk Fusion 360: а) деформации, б) коэффициент запаса прочности ● снижение стоимости напечатанного изделия в 1,9 раза; ● возможность печати кронштейна вместе с волноводом – объединение 32 деталей в одну; ● расчётный коэффициент запаса прочности > 2 при заданных схемах нагружения. Волноводный разветвитель Технолог, работающий на аддитив- ном производстве, при подготовке 3D-модели изделия к печати решает две важные задачи, от которых зависит качество изготовления: ориентирова- ние 3D-модели в камере построения и проектирование поддержек – опорных структур, фиксирующих деталь в про- цессе построения и обеспечивающих теплоотвод. Несмотря на то что в ПО для подготовки рабочих программ для 3D-принтеров реализован полезный функционал автоматического поиска оптимальной ориентации и автома- тического создания поддержек, про- цесс подготовки 3D-модели к печати требует активного участия технолога и ручных или автоматизированных операций. Выбираемая ориентация и проектируемые поддержки субъек- тивны и зависят не только от знаний и опыта специалиста, но и от характера. Так, осторожные люди могут перестра- ховаться и спроектировать поддержки с запасом, чтобы гарантированно напе- чатать изделие без дефектов с первого раза. При этом растёт расход материа- лов и увеличиваются сроки изготовле- ния. С другой стороны, люди, склонные к риску, могут спроектировать мини- мум поддержек, чтобы сократить вре- мя печати изделия. Однако при этом будет выше вероятность образования дефектов, а в случае брака расход мате- риалов и времени будет ещё выше, чем при осторожной тактике. Минимизировать субъективность, зависимость от человеческого фак- тора помогает моделирование про- цесса печати и термообработки в ПО Autodesk Netfabb Local Simulation. В него импортируется 3D-модель сори- ентированной технологом детали на поддержках, выбираются материа- лы (порошка и платформы), задаются режимы печати деталей и поддержек, запускается моделирование процесса изготовления. В результате моделиро- вания, в частности, рассчитываются напряжения и деформации, как в про- цессе построения и термообработки, так и после снятия с поддержек. Прак- тическая ценность моделирования про- цесса изготовления изделий перед их производством заключается в следую- щем: ● минимизация объёма поддержек, брака, времени и стоимости печати изделия: технолог видит, как спроек- тированные поддержки влияют на деформации детали, и может убрать практически не влияющие поддерж- ки, оставив их только в тех местах, где они действительно необходимы; ● минимизация деформаций: если рас- чётная деформация превышает мак- Таблица 1. Внешний вид, количество деталей и масса оригинального кронштейна и двух вариантов кронштейна, полученных порождающим проектированием Параметр Оригинальная модель Порождающее проектирование (с перемычкой) Порождающее проектирование (без перемычки) Скриншот модели Технология изготовления Фрезерование + пайка 3D-печать (селективное лазерное сплавление) 3D-печать (селективное лазерное сплавление) Кол-во деталей, шт. 19 1 1 Масса, г 214 99 94 а б б