Nowe opcje projektowania pod kątem druku 3D w Creo Parametric

Produkcja przyrostowa (drukowanie 3D) rozwija się bardzo dynamicznie. Obecnie możliwe jest już drukowanie nie tylko tworzyw sztucznych, ale także metalu. Szybki rozwój technologii druku 3D powoduje, że narzędzia CAD 3D również muszą dotrzymywać mu tempa. Dlatego też PTC sukcesywnie rozwija w Creo Parametric funkcje wspomagające projektowanie pod kątem produkcji przyrostowej.

Podstawowym narzędziem w projektowaniu modeli pod kątem drukowania 3D są struktury siatkowe. Stworzenie takiej struktury umożliwia narzędzie Lattice dostępne w ramach rozszerzenia Additive Manufacturing do Creo Parametric. Wprowadzone po raz pierwszy w Creo 4.0 narzędzie Lattice umożliwia budowanie siatek 2.5 i 3D. W Creo 6.0 jego możliwości zostały znacznie rozbudowane.

Pierwszą nowością jest rozbudowanie sposobu rozmieszczania komórek siatki. W Creo Parametric 6.0 można obecnie rozmieścić komórki siatki 3D, wykorzystując rozkład trójkątny, czworokątny, sześciokątny, ośmiokątny i stochastyczny.

Rysunek 1 Opcje rozmieszczenia komórek siatki

Ciekawą opcją jest możliwość zastosowania rozkładu stochastycznego. W tej metodzie punkty połączone belkami są rozmieszczane losowo w wypełnianej siatką objętości. Pozwala to na uzyskanie bardzo różnorodnych struktur, ponieważ komórki siatki są wzajemnie zależne. W związku z tym każda zmiana wymiaru komórki skutkuje uzyskaniem innego rozkładu losowego.

Rysunek 2 Rozkład stochastyczny o różnych rozmiarach komórek

Kolejną nowością jest możliwość budowania komórek siatki na podstawie wzorów matematycznych. Za pomocą tej opcji można stworzyć siatkę zbudowaną z komórek o bardziej zaawansowanych kształtach geometrycznych, takich jak gyroid, prymityw geometryczny i diament. Kształty tych komórek zostały dobrane tak, by ich geometria była samonośna, co umożliwia zminimalizowanie ilości materiału pomocniczego podczas drukowania. Dzięki zastosowaniu komórek opartych na wzorach matematycznych drukowanie jest szybsze, zużycie materiału mniejsze i potrzeba mniej czasu na dodatkową obróbkę modelu po wydrukowaniu.

Rysunek 3 Siatka komórek bazujących na wzorach matematycznych

Następną nowością wprowadzoną w Creo Parametric 6.0 jest opcja zastosowania własnych modeli jako komórek siatki. Dzięki tej opcji można zaprojektować własny model, który posłuży jako komórka siatki przestrzennej.

Rysunek 4 Model 3D zaprojektowany jako komórka siatki przestrzennej

Odpowiednio przygotowany model można następnie wskazać jako model referencyjny podczas definiowania struktur siatki. Dostępne są też opcje skalowania, dzięki którym można odpowiednio dopasować model komórki do geometrii modelu docelowego.

Rysunek 5 Siatka stworzona z referencyjnego modelu 3D

Co więcej, połączenie pomiędzy siatką i modelem komórki jest asocjatywne. W ten sposób można zmodyfikować geometrię modelu tworzącego komórkę siatki, a zmiana ta zostanie odzwierciedlona w narzędziu Lattice. Daje to dużą elastyczność podczas projektowania modeli do wydruku 3D.

Rysunek 6 Zmodyfikowany model komórki siatki

Rysunek 7 Siatka zmieniona po modyfikacji modelu referencyjnego

Również nowym rozwiązaniem jest możliwość zdefiniowana siatki poprzez zastąpienie istniejącej geometrii bryłowej. Do tej pory możliwe było jedynie zdefiniowanie siatki wypełniającej zamkniętą pustą przestrzeń wewnątrz modelu. W Creo 6.0 została dodana możliwość zastąpienia istniejącej geometrii bez określania pustych obszarów do wypełnienia. Łącząc tę opcję np. z możliwościami generowania siatki stochastycznej, można uzyskać bardzo lekkie modele siatkowe.

Rysunek 8 Geometria modelu zastąpiona siatką stochastyczną

Nowe funkcje tworzenia siatki przestrzennej wprowadzone w Creo 6.0 znacznie ułatwiają projektowanie na potrzeby produkcji przyrostowej. Większe możliwości rozkładu elementów siatki, siatka stochastyczna czy nowe typy komórek o geometrii samonośnej sprawiają, że projektowanie modeli na potrzeby wydruku 3D jest szybsze i wygodniejsze. Również opcja wykorzystania własnych modeli jako komórek siatki daje konstruktorom zupełnie nowe możliwości przygotowywania geometrii. Dzięki tym zmianom projektanci mają dostęp do narzędzi, które w pełni wspomagają projektowanie zgodne z najnowszymi trendami i technologiami.

Autor: Łukasz Mazur