26 września 2021


W dzisiejszych czasach techniki przyrostowe zyskują coraz większą popularność. Wraz z tym zmieniają się wymagania, jakie są stawiane przed oprogramowaniem biorącym udział w procesie. Wyzwaniem nie jest już, czy software pozwala użytkownikom na wykonanie danych operacji, tylko jak szybko i efektywnie można przeprowadzić cały proces. W artykule opisujemy możliwości programu NX pod kątem druku 3D. Szeroki zakres tych możliwości pokazany jest na rysunku 1.

Michał Krzysztoporski

Cały projekt, od pierwszej linii w szkicu, aż po sprawdzenie ostatniego przejścia lasera w drukarce, jest teraz zawarty w jednym systemie. Pozwala to znaczącą poprawę szybkości tworzenia nowych danych oraz edycję już istniejących, bez konieczności ich eksportu oraz importu, co przerywałoby ciągłość procesu.

NX wytwarzanie przyrostowe
Rys. 1 Etapy przygotowania procesu wytwarzania przyrostowego w programie NX

Do struktur, których użycie umożliwiają techniki przyrostowe, na pewno zaliczają się struktury siateczkowe – lattice. Składają się one z prętów połączonych w przestrzenną ramę, wypełniającą bryłę. Ich zastosowanie znacząco zwiększa możliwość sterowania własnościami mechanicznymi i cieplnymi wyrobów, a także wpływa na czynniki związane z bioresorbowalnością, np.: implantów medycznych. Za pomocą tych struktur można w łatwy sposób lokalnie zmniejszyć bądź zwiększyć sztywność wyrobu, wprowadzić anizotropię własności mechanicznych, zmienić zdolność do absorpcji energii lub zdolność do przewodzenia ciepła. Warto również wspomnieć o zdolności tych struktur do redukcji masy, przy zachowaniu znacznej części pierwotnej sztywności. W programie NX użytkownicy mogą posłużyć się specjalnymi operacjami do tworzenia struktur lattice. Za ich pomocą można wypełnić daną objętość strukturą, pokryć płaski obszar, czy zbudować strukturę warstwową (Rys. 2). Struktury lattice w NX mogą składać się z komórek elementarnych, również własnych, zdefiniowanych przez użytkownika, siatek tetraedrycznych lub losowo rozmieszonych prętów.
Na własności drukowanych elementów, przygotowanych w strukturach lattice, mają wpływ: objętość zajmowana przez strukturę, grubość prętów, odległość między nimi oraz materiał. Aby uwzględnić te wszystkie czynniki, należy przeprowadzić obliczenie wytrzymałościowe, np.: metodą elementów skończonych. W przypadku tak małej geometrii problemem staje się konieczność zastosowania bardzo małej wielkości siatki w miejscu struktury. Aby uprościć proces dyskretyzacji oraz przyspieszyć same obliczenia w programie NX istnieje możliwość automatycznego przekształcenia siatki lattice do elementów 1D w modelu elementów skończonych. Dodatkowo, aby wyeliminować problem połączenia elementów 1D i 3D jest dostępna funkcja, łącząca końcowe wierzchołki siatki 1D oraz 3D (Rys. 3). Wykorzystanie tych dwóch operacji znacząco usprawnia proces obliczeń i ułatwia dobór odpowiedniej struktury lattice do projektowanej części.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (150) Marzec 2020