Na impressão 3D, os limites do design não estão mais confinados ao processo de produção. O design para fabricação aditiva (DfAM) oferece inúmeros benefícios para o desenvolvimento e produção de produtos com a criação de peças complexas com geometrias intrincadas. Esses benefícios são apenas expostos por meio da formação e uso de estruturas de treliça na fabricação aditiva, resultando em otimização estrutural aprimorada e design funcional.
O que são Estruturas de Treliça?
Existem inúmeros tipos de estruturas de treliça com estéticas e características diferentes. Inspiradas em estruturas cristalinas encontradas na natureza, as treliças projetadas são mais do que uma característica ornamental. Treliças são redes de seções transversais compostas de células, nós e vigas, que fornecem aos engenheiros de produto a capacidade de construir estruturas reforçadas e otimizadas. Devido às suas características inerentemente pequenas, as treliças são quase impossíveis de fabricar com a fabricação tradicional.
Com a fabricação aditiva, os engenheiros de projeto usam estruturas treliçadas para criar produtos inovadores e de alto desempenho.
Vantagens das Estruturas de Treliça com Impressão 3D
As estruturas treliçadas impressas em 3D fornecem muitas vantagens mecânicas. Redução de peso mantendo a integridade estrutural é talvez o benefício mais importante e o motivo principal para engenheiros de projeto usarem estruturas de treliça para otimizar peças impressas 3D. As estruturas treliçadas permitem que os engenheiros aumentem a área de superfície geral e distribuam o material da maneira estruturalmente mais eficaz possível, permitindo a produção de peças leves com proporções otimizadas de peso para resistência.
A natureza personalizável das treliças também fornece a capacidade de refinar projetos para corresponder requisitos de aplicativos, levando a maior controle sobre absorção de choque e rigidez. Ao ajustar a espessura e a posição das seções de treliça, os engenheiros podem distribuir as forças de impacto ou empregar elementos que atuam como recursos auxiliares para proteger partes críticas de um produto. Da mesma forma, os projetistas de produtos podem integrar características para melhorar o desempenho de amortecimento de vibração e ruído.
A capacidade de desbloquear uma grande quantidade de área de superfície com estruturas de treliça também beneficia a dissipação de calor. Como a estrutura de treliça apresenta seções transversais ocas, o calor pode ser dissipado em taxas mais altas e de maneira mais uniforme. Esse ganho de eficiência pode ser obtido para várias aplicações de trocadores de calor, onde pequenos recursos com grandes áreas de superfície são difíceis ou quase inviáveis de produzir sem fabricação aditiva.
Juntamente com o design, a seleção de materiais determina quais propriedades de treliça são possíveis. A escolha de um material de impressão 3D elastomérico, como ESTANE® 3D TPU M95A, para fabricar peças com estruturas de treliça pode reduzir o peso da peça sem comprometer a flexibilidade e resistência. Este atributo é incrivelmente valioso nas indústrias de embalagens, equipamentos de proteção e calçados. O uso de uma estrutura de treliça TPU em uma sola intermediária ou sola externa de sapato pode aumentar o fluxo de ar, o retorno de energia e a recuperação de compressão. Uma treliça poderia, por exemplo, ser usada ao redor ou dentro de componentes eletrônicos para protegê-la de um incidente dinâmico, como uma queda acidental totalmente comum.
Criação de Estruturas de Treliça
Impulsionados pela capacidade da impressão 3D de produzir geometria extremamente complexa, espera-se cada vez mais que os designers de produtos incorporem técnicas baseadas em otimização em seus projetos. Embora o software CAD desempenhe um grande papel no desenvolvimento de estruturas de treliça, esses modelos tendem a ser limitados a geometrias de base e perímetro, bem como a restrições de limite. Para superar essas restrições, uma ferramenta de geração de treliça específica ou um programa de design generativo pode ajudar a aproveitar ao máximo as novas possibilidades de design para otimizar as peças. A Avid Product Development, parte do negócio de impressão 3D da Lubrizol, utiliza nTopology para projetar estruturas treliçadas, que permite o controle completo sobre todos os aspectos da geometria e agrega valor adicional ao incorporar a otimização de topologia ao design de peças impressas em 3D com treliças.
Para saber como o design para fabricação aditiva e estruturas de treliça pode beneficiar seus negócios, entre em contato com um dos especialistas em design de impressão 3D da Avid. Ou para saber mais sobre como as soluções de impressão 3D da Lubrizol pode atender às suas necessidades de desenvolvimento de aplicativos, fale conosco.
