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. Inspired by crystalline structures found in nature, engineered lattices are more than an ornamental feature. Lattices are networks of crosshatch sections consisting of cells, nodes and beams, which provide product engineers with the ability to construct reinforced and optimized structures. Devido às suas características inerentemente pequenas, as treliças são quase impossíveis de fabricar com a fabricação tradicional.
With additive manufacturing, design engineers use lattice structures to create innovative and higher performing products.
Vantagens das Estruturas de Treliça com Impressão 3D
As estruturas treliçadas impressas em 3D fornecem muitas vantagens mecânicas. Weight reduction while retaining structural integrity is perhaps the most important benefit and the primary reason design engineers use lattice structures to optimize 3D printed parts. 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.
The customizable nature of lattices also provides the ability to refine designs to match application requirements, leading to increased control over shock absorption and stiffness. 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.
Along with the design, material selection determines which lattice properties are possible. Choosing an elastomeric 3D printing material, like ESTANE® 3D TPU M95A, to manufacture parts with lattice structures can reduce the weight of the part without compromising flexibility and resistance. 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.
To learn how design for additive manufacturing and lattice structures can benefit your business, get in contact with one of Avid’s 3D printing design experts. Ou para saber mais sobre como as soluções de impressão 3D da Lubrizol pode atender às suas necessidades de desenvolvimento de aplicativos, fale conosco.
