【機床商務網欄目 科技動態】在過去的幾個月里，我一直在討論如何教人們利用與增材制造(AM)相關的設計和材料來開發新的創造性解決方案，以及打破現有產品和實踐的創新商業模式。要充分利用AM的力量，就需要了解該技術的機會主義和限制性方面。這兩個方面的區別是由法國巴黎國立高等藝術學院(ENSAM)的一組博士生和教師提出的。這里，我想在此進一步闡述。
 

　　正是這些機會主義因素推動了炒作。這包括了AM所實現的所有傳統制造過程中不容易實現的功能，如創建模擬自然的輕型結構的能力，將多個部件集成到一個3d打印組件的能力，以及針對不同用戶和/或用途對組件進行大規模定制或功能分級的能力。我上個月強調的AM卡的啟發式設計是AM機會主義方面的一個體現。在設計的早期階段，使用這些卡片可以提高新手產生的創造性解決方案。
 

　　另一方面，限制性因素代表了技術的現實。這些限制包括3D固體物體逐層制造中固有的局限性，例如可能需要支撐結構的懸垂角、可能變形或不能正確構建的薄壁、以及當材料加熱和冷卻時可能導致翹曲的殘余應力。限制性因素和相應的失敗模式的完整列表可能會讓人難以接受，因此，仔細平衡限制性因素和機會主義因素非常重要，這樣任何人都可以對AM能夠或不能實現的目標有一個真實的預覽。我上個月提到的AM設計原則卡，就包括了AM的一些限制因素和一些機會主義因素;這些卡片從來都只是用來提高新手的新奇性和創意的質量。這些設計的可行性，并沒有被納入他們的初步研究。
 

　　這是Joran Booth在普渡大學與Dr. Tahira Reid和prof . Karthik Ramani一起進行研究的一部分，他們設計了AM (DFAM)工作表。DFAM工作表是根據知識共享許可協議免費提供的，它提供了一個快速檢查表，以確定某個部件是否適合AM。包括八個標準，其中大部分集中在AM的限制方面。例如，提供了關于薄特征、不支持特征和應力集中的指導方針，并考慮了公差和幾何精確。簡單的電子表格格式可以很容易地過濾掉糟糕的設計，并且整個團隊觀察到，學生在他們的制造者空間中打印的設計，不理想的占比下降了81%。
 

　　雖然工作表是為物料擠壓AM系統開發的，但這八個標準可以很容易地適用于其他AM過程。例如，我們開發了一個定制版本的工作表，以幫助公司篩選金屬零件為粉末層熔合過程。這是通過調整每個列中的評級以適應所使用的特定AM系統來實現的。另一方面，新的標準，如后處理需求的程度或檢查金屬AM部件的能力，可以被替換或添加到工作表中，如果它是AM過程的重要考慮因素。
 

 

　　在頭腦風暴會議中，我也使用了DFAM工作表來幫助識別對AM不好的部分。工作表建議為AM重新設計一個得分較低的部分。換句話說，這個部分在當前的AM實例化中不是一個很好的候選。實際上，在工作表中有幾個星級評級是考慮不同制造流程的直接觸發器。對于金屬AM部件，如果將“部件臨界性”作為標準添加到電子表格中，飛行關鍵部件可能會觸發這樣的審查。在許多AM零件的鑒定方法和資格/認證文件中，這一標準都被視為一個重要的篩選因素，盡管它不應該從考慮中排除這一因素，但這是一種簡單的方式來標記它以供進一步審查。
 

　　雖然教材和指導文件仍然很重要，但DFAM工作表和定制的DFAM卡片的成功應該會促使我們更有創造性地思考如何捕捉和傳達不同AM過程中的機遇和限制。換句話說，我們需要創新的方法來獲取和傳遞關于AM的知識，從而使AM更具創造性。
 

　　(原標題： How a Worksheet Can Elevate AM Success )