Syväsukellus suunnitteluanalyysiin: analyysin tarkasteleminen, palautteen tulkitseminen, CAD-mallin optimointi

2. marraskuuta 2020 Matthew Hatch

Olemme tuoneet markkinoille täysin uuden digitaalisen valmistusalustan, joka on suunniteltu nopeuttamaan suunnittelu- ja valmistusprosessin jokaista vaihetta. Kun haluat valmistaa osia, yksi ensimmäisiä vaiheita sinun ja meidän välisessä yhteistyössä tapahtuu uudessa optimoidussa tarjous ja tilaussovelluksessamme. Se on ohjelmistolähtöisen, digitaalisen front end -valmistusprosessimme ydin – ennen kuin mikään tuotanto alkaa.

Ensimmäisessä blogipostauksessamme käsittelimme navigoinnin perusteita, organisaatiota ja yhteistoimintaa alustalla. Tässä sarjan toisessa postauksessa tutustumme tarkemmin siihen, mikä on todennäköisesti alustan tärkein hyöty, analyysipyyntösi ja tilauksen tekemisen välissä. Se on nimittäin automatisoitu, interaktiivinen suunnitteluanalyysimme. Tutustuessasi uuteen alustaamme huomaat, että käyttöliittymä on nyt moderni, ja siinä on uusia ominaisuuksia, joista uskomme sinun hyötyvän.

Suunnitteluanalyysin saaminen

Miten sitten saat maksuttoman suunnitteluanalyysin? No, sinun tarvitsee vain kirjautua sisään, ladata osa protolabs.fi-sivustolle ja tehdä tarvittavat valinnat tärkeimmillä osa-alueilla, joita ovat materiaalit, määrä, pintaviimeistely ja läpimenoaika, ja lähettää sitten tarjouspyyntö. Saat yleensä muutaman tunnin kuluessa sähköpostiviestin, jossa kerrotaan, että tarjous suunnitelmastasi tehtyine 3D-analyyseineen on valmis. Koko prosessi on nopea, vaivaton ja rehellisesti sanottuna jotakin sellaista, mitä et useinkaan koe asioidessasi perinteisten valmistajien kanssa.

Yksinkertaisesti voidaan todeta, että suunnitteluanalyysimme antaa palautetta CAD-tiedostosi geometriasta osan tai rakennelman valmistettavuuden parantamiseksi. Uudella alustallamme suunnitteluanalyysiä on parannettu niin, että suunnittelupäätöksiä on entistä helpompi ja selkeämpi tehdä. Olemme kehittäneet muutos- ja uudelleenanalyysiprosessia, jotta suunnitteluun liittyvä palaute tulisi merkittävästi aikaisempaa nopeammin. Lopputulos on se, että analyysi ja siitä seuraavat malliin tehtävät muokkaukset voivat lyhentää osien valmistusaikaa ja pienentää tuotantokustannuksia.

Joissakin tapauksissa mallissasi ei ole mitään sen erikoisempia valmistettavuuteen liittyviä ongelmia. Muutoksia ei tarvita. Muutoksia ei edes ehdoteta. Kaikki on valmista edetäksesi seuraavaan vaiheeseen. Hyvä! Joissakin tapauksissa sinun voi puolestaan olla tarpeen tehdä pieniä parannuksia. Osilla on eri värikoodattuja tiloja niiden kulkiessa läpi konfigurointi-, analyysi-, tarkistus- ja hyväksyntävaiheet. Tavoitteena on, että osien tila on lopuksi vihreä eli Valmis valmistukseen. Värien merkitys on seuraavanlainen:

Valkoinen = Konfigurointi tarvitaan. Kaikkien äskettäin ladattujen osien tila on ensin valkoinen. Osat vaativat konfiguroinnin ennen kuin voit jatkaa asiointia.

Harmaa = Valmistusanalyysi meneillään. Osat, joiden tila on harmaa, ovat parhaillaan Protolabsin analysoitavina, ts. niiden valmistusrajoituksia, toimitusaikoja ja hinnoittelua määritetään. Saat meiltä sähköpostiviestin, kun kaikki projektiin liittyvät osat ovat valmiit tarkistettavaksi.

Vihreä = Valmis valmistukseen. Kun osien tila on vihreä, niiden analyysi- ja tarjousvaiheet on suoritettu eivätkä ne vaadi enää tarkistusta tai hyväksyntää. Voit tehdä tilauksen, kun kaikki tarjoukseen liittyvät osat ovat saavuttaneet tämän tilan.

Keltainen = Tarkista ja hyväksy. Osat, joiden tila on keltainen, ovat lähes valmiit valmistukseen. Sinun on vielä tarkistettava valmistusanalyysi hyväksyäksesi annetut ohjeet, portteja ja ulostyöntötappeja koskevat suunnitelmat ja/tai valitaksesi kierteitysvaihtoehdot. Kun olet hyväksynyt nämä, osien tilan väri vaihtuu vihreäksi.

Punainen = Muutoksia vaaditaan / Ei voida valmistaa. Valitettavasti emme pysty valmistamaan osia, joiden tilan väri on punainen. Tarkastele valmistusanalyysiä saadaksesi selville, miten voit muokata osaa niin, että se vastaa tuotantovalmiuksiamme. Ota yhteyttä, niin sovellusinsinöörimme auttavat sinua.

Musta = Umpeutunut tarjous. Hinta ei ole enää voimassa niille osille, joiden tilan väri on musta. Pyydä tarjousta uudelleen. Kiitos!

Tarkastelemme monia elementtejä, ja käyttämästäsi valmistuspalvelusta riippuen korostamme niitä ominaisuuksia, jotka mahdollisesti aiheuttavat ongelmia. Valmistettavuuden parantamiseksi voit muokata malliasi kaikkien suositeltujen muutosten mukaisesti tai vaihtoehtoisesti hyväksyttävä osaan kohdistuvat rajoitukset, joita saattaa ilmetä, jos muutoksia ei tehdä. Pakolliset muutokset tarkoittavat sitä, että sinun on päivitettävä osageometria palautteen perusteella ja ladattava uusi CAD-tiedosto jatkaaksesi tilauksen tekemistä.

Kun tarkastelet suunnitteluanalyysiä, huomaat ehkä ensimmäisenä kauniin kolmiulotteisen mallin osastasi näytön oikealla puolella. Voit käännellä mallia mihin suuntaan tahansa, pyörittää sitä, lähentää ja loitontaa sekä tarkastella kaikkia pieniäkin yksityiskohtia. Voit myös

  • vaihtaa kohtisuoria näkymiä
  • vähentää tai lisätä osan läpinäkyvyyttä ja erottaa valmistettavuuteen liittyvät ongelmat
  • vaihdella metrijärjestelmän ja brittiläisen mittajärjestelmän välillä
  • käyttää pikanäppäimiä
  • tarkastella osaa PDF-tiedostona.
Suunnitteluanalyysin yleiset ohjeet

Nyt kun olet hieman tarkastellut osaasi, siirrytään käymään läpi joitakin ehdotettuja ja suositeltuja muutoksia, joita saatat nähdä analyysissä.

Osa ylittää rajoitukset. Jokaisessa valmistusprosessissa osille on minimi- ja maksimikoot sekä joitakin muita suunnitteluohjeita, joita on noudatettava. Ne löytyvät verkkosivultamme.

Ohuet ja paksut alueet ja seinämät. Seinien liiallinen paksuus ei juurikaan koske koneistusta, mutta liian ohuet tai liian paksut seinämät ja ominaisuudet voivat aiheuttaa ongelmia ruiskuvalettavissa ja 3D-tulostettavissa osissa. Hyvin suunnitelluissa osissa seinämät ovat tasapaksuja, jos mahdollista, ja muovivalettujen osien seinien paksuuden tulee olla vähintään 40–60 prosenttia vierekkäisistä seinistä. Kaiken tulee myös olla valitun materiaalin suositellun paksuuden rajoissa.  Jos näitä ohjeita ei noudateta, viat, kuten purseet, imut ja yhtymäsaumat voivat huonontaa osien kosmeettista ulkoasua ja näin ollen toimintaa.

Nollapäästöt. Päästökulmat – osiin lisättävät päästöt, joka estää osan seinien vaurioitumista muotista irrotettaessa – on yksi tärkeä suunnitteluun liittyvä seikka ruiskuvalussa. Ilman päästöjä voi pinnanlaadusta tulla huono, osa saattaa vääntyä ja voi ilmetä muita ongelmia. Nyrkkisääntönä voidaan pitää yhden asteen päästöä per yhden tuuman syvyinen pesä. Suunnitteluanalyysissä korostetaan nollapäästökohdat, jotta niitä voidaan muokata.

Pintaviimeistely. Päästöstä puheen ollen teksturoitujen ominaisuuksien kanssa suosittelemme suurempaa päästökulmaa, jotta osa on helpompi irrottaa muotista ja jotta vältytään kosmeettisilta vioilta.

Pyöristetyt kulmat. Säteet – pyöristettyjen kulmien tai kärkien – lisääminen on tavallisesti luonnollinen osa jyrsintäprosessia, olipa kyseessä muotin jyrsintä tai varsinaisen osan koneistus. Korostamme suunnitteluanalyysissä 3D-mallissasi ne kohdat, missä näitä säteitä esiintyy. Joissakin tapauksissa ruiskuvalun yhteydessä lisäämme säteitä, jotta termoplastinen materiaali virtaisi paremmin muotin läpi. Säteet eivät juurikaan aiheuta ongelmia materiaalia lisäävässä valmistuksessa, mutta jos suunnitelmissasi on ruiskuvalettujen osien suurempien määrien valmistus samasta 3D-tulostetusta mallista, niin on syytä pitää säteet mielessä.

Materiaalin virtausanalyysi. Toinen osasuunnitteluelementti, jota analysoimme ja jonka osalta tarjoamme arvokasta varhaisvaiheen palautetta, on materiaalin virtaus muotissa. Näet, miten täyttöpaine valtaa osan, joka hehkuu sateenkaaren väreissä. Suosittelemme malliin muutoksia, kuten seinämien paksuuden tai muiden ominaisuuksien muokkaamista, jotta täyttöpaine alenee ja materiaalin virtaus muotin läpi helpottuu. Vältämme nopeita ja lyhyitä annoksia, sillä jos geometria ei täyty kokonaan materiaalilla, osasta tulee puutteellinen. Ennen tuotannon aloittamista kannattaa siis tehdä alkuvaiheen analyysi, jotta tarvittavat muokkaukset voidaan toteuttaa. Tämä nopeuttaa myös valmistusprosessia.

Ylijäämämateriaali. Saat tällaisen huomion, jos osasi on tarkoitettu koneistettavaksi. Tässä määritämme, mikä prosenttiosuus jyrsitään ja mitä ylijäämämateriaalia jää osaan, ts. poikkeaa alkuperäisestä suunnitelmastasi. ”Kuin koneistettu” näkymässä näet punaisella korostettuna alueet, joilla materiaalia jää jäljelle. Tässä tapauksessa voit muokata mallia tai jatkaa eteenpäin olemassa olevalla mallilla.

OK sorvaukselle. Osasi voi soveltua parhaiten työstettäväksi CNC-sorvilla. Ilmoitamme sinulle tämän suunnitteluanalyysissäsi, mutta osa voidaan siitä huolimatta halutessasi jyrsiä. Lieriömäiset osat soveltuvat tavallisesti sorvaukseen, joka voi parantaa pintaviimeistelyä. Myös CNC-sorveissamme – mukaan lukien uudenaikainen Mazak-sorvi – on suoratyöstö esimerkiksi akselilla oleville, aksiaalisille ja radiaalisille rei'ille.

Kierteiden ominaisuudet CNC-koneistuksessa

Kierteiden tekeminen koneistettaviin osiin on nyt helpompaa kuin koskaan ennen. Kierteet ovat myös asiakkaiden yksi halutuimpia ominaisuuksia. Suunnitteluanalyysissä on helppo korostaa ja määrittää kierteet napsauttamalla 3D-mallia (verrattuna reikäluettelosta valitsemiseen), ja niiden kustannusvaikutuksen näkee heti.

Tarjoamme rajoitetun valikoiman UNF-, UNC- ja M-kierteitä yhdessä kierre- ja avaininserttien kanssa (mutta emme toimita tai asenna inserttejä). Sekä jyrsityissä että sorvatuissa osissa kierrereiät on mallinnettava oikealla läpimitalla. Kierteitysvaihtoehdot ovat kuitenkin erilaiset jyrsityille ja sorvatuille osille. Tarkempia tietoja koneistetuista kierteitysvaihtoehdoista on kattavassa kierteitysoppaassamme.

Olemme nyt laatineet syöttöjä ja ulostyöntötappeja koskevan suunnitelman katsauksen ruiskuvaletuista osista suoraan suunnitteluanalyysiisi ennen tilauksen tekemistä. Edellisellä alustalla tähän edestakaiseen keskusteluun saattoi mennä paljon aikaa vielä tilauksen jälkeen, mutta nyt se on suoraan tarjouksessasi. Tavoitteena on se, että osien saaminen olisi sinulle mahdollisimman vaivatonta ja nopeaa kun tilaus on tehty.

Suunnitteluanalyysissä sinua pyydetään TARKASTELEMAAN SYÖTTÖÄ JA ULOSTYÖNTÖTAPPEJA KOSKEVA SUUNNITELMA. Korostamme 3D-mallissasi keltaisella ja punaisella kohdat, joihin tulee syöttö, ja merkitsemme kommentein näytön vasemmalle puolelle tarkemmat tiedot käytettävän syötön tyypistä – esimerkiksi suorasyöttö tai laippasyöttö – ja että pinnalla voi usein esiintyä pieni jälki. Voit kommentoida suunnitelmaa napsauttamalla 3D-mallin osiota tai siirtyä seuraavaan vaiheeseen, joka on ulostyöntötappien sijoittaminen.

Tässä korostamme keltaisin ympyröin kaikki 3D-mallin alueet, joilla tappeja käytetään osien saamiseksi ulos muotista. Ota huomioon, että ulostyöntötapeista jää usein pienet painaumat pintaan. Tässäkin kohdassa voit jättää suositeltuun tapin sijaintiin liittyvän kommentin tai jatkaa eteenpäin hyväksyntään. Lopuksi voit ladata PDF-mallinäkymän tarkasteltavaksi ja merkitä hyväksyntäkohdan. Siinä kaikki! Jos jätät kommentteja, ne lähetetään tiimillemme tarkistettavaksi. Sinulta saadun palautteen perusteella valmistelemme muokatun uuden suunnitelma.

Tarjoamme kaksi ruiskuvalupalveluvaihtoehtoa. Toinen niistä soveltuu parhaiten projekteihin, jossa valmistetaan pienehkö määrä osia. Tämä liittyy usein prototyyppien valmistukseen. Toinen vaihtoehto soveltuu hyvin projekteihin, jossa tarvitaan paljon osia. Tämä on yleistä piensarjavalmistuksessa eli ns. on-demand-valmistuksessa (ODM). Itse muotit ovat samanlaisia, mutta osien määrä, elinkaarihuolto, laadun dokumentointi ja hinnoittelu vaihtelevat valitsemasi palvelun mukaan. Vaihtoehdon valinta riippuu projektisi tarpeista. Seuraavaksi luodaan pikainen katsaus ODM:n etuihin ja siihen, miten kyseinen vaihtoehto valitaan tarjouspyynnössä.

Tehdessäsi tarjouspyyntöä voit valita muotin kestoiäksi joko rajoitettu tai rajoittamaton. Voit myös valita vaihtoehdon Päätän myöhemmin, jolloin pyrimme auttamaan sinua parhaan vaihtoehdon määrittämisessä. Valitsemalla ”rajoittamaton” siirryt ODM-vaihtoehtoon.  Siellä voit valita myös kappalemäärän ja määrittää, tarvitsetko yksi- vai monipesäisen muotin (maksimi on 8 pesää).

Olemme luoneet päätöksesi tueksi aivan uuden hintatyökalun, joka vertailee prototyypin tekemisen ja kysynnän mukaan tapahtuvan valmistuksen (ODM) vaihtoehtoja, joten olet täysin selvillä ruiskuvalettujen osien valmistuksen kokonaiskustannuksista tuotteen koko elinkaaren ajan. Kun muutat kokonaismäärää, näet reaaliaikaisesti, miten se vaikuttaa kustannuksiin. Koska suurempien määrien tilaaminen saattaa säästää kustannuksia, ODM soveltuu myös hyvin edeltäväksi vaiheeksi ennen siirtymistä täyteen valmistusmäärään (Protolabsin ulkopuolella). Lisäksi toissijaisten palvelujen avulla voidaan tarjota entistä kattavampia ODM-palveluja.

Lopuksi haluamme vielä käsitellä tässä Protolabsin ehdottamia muutoksia, joiden on tarkoitus auttaa parantamaan ruiskuvalettujen osien valmistettavuutta ja materiaalivalintaa ja nopeuttaa valmistusprosessia kokonaisuudessaan. Ehdotetut muutokset ovat muokkauksia osageometriaan sen varmistamiseksi, että osasi vastaa digitaalisen valmistusprosessimme valmiuksia. Jos osasi vaatii muutoksia ja Protolabs on ehdottanut sellaisia, lähetämme sinulle suunnitteluanalyysiin sisältyvän valmiiksi muutetun mallin tarkasteltavaksi.

Toimitamme yleensä STEP-, IGES- ja SolidWorks-tiedoston ehdotetusta mallista riippuen alkuperäisestä CAD-mallistasi. Jos olet samaa mieltä muutoksen tarpeellisuudesta eikä ratkaisemattomia vaadittuja muutoksia ole, voit jatkaa eteenpäin, hyväksyä muutokset ja tilata osat. Jos olet samaa mieltä muutoksista, mutta haluat tehdä tilauksen omasta lähdetiedostostasi, voit ladata ehdotetun CAD-mallin tarjouksestasi, päivittää oman mallisi vastaamaan Protolabsin ehdottamia muutoksia ja lähettää sen uudelleen meille. Tarjouspyyntö on tehtävä uudelleen sen varmistamiseksi, että tarjous ja osa vastaavat toisiaan.

Jos et ole samaa mieltä Protolabsin ehdottamista muutoksista (tai et hyväksy niitä), voit käsitellä muutosohjeet muokkaamalla mallia vastaamaan ohjeiden ja Protolabsin ehdottamien muutosten mukaan ja lähettämällä tarjouspyynnön osasta uudelleen. Voit myös keskustella vaihtoehtoisista ratkaisuista ottamalla yhteyttä sovellusinsinööritiimiimme puhelimitse numeroon +46 (0) 8408 391 86 tai asiakaspalveluumme sähköpostitse osoitteeseen [email protected] Protolabsin ehdottamat muutokset ovat maksuttomia (!), ja muutetut geometriat hinnoitellaan kuten kaikki muutkin osat. Jotkin muutokset voivat nostaa tai laskea hintaa. Käytännössä useimmat vähäisistä geometrian muutoksista saattavat aiheutuvat pientä hinnanmuutosta tarjoukseen.

Tiedämme, että on paljon asioita mitä käydä läpi, mutta toivottavasti tämä on antanut sinulle perustiedot suunnitteluanalyysistä ja palautteen tulkitsemisesta sekä tuonut esille kaikki mahdollisuudet, joita sinulla on tehdessäsi tarjouspyyntöä.

Onko sinulla projekti? Lataa osa. Jos et ole vielä niin pitkällä, kokeile mallitarjouspyyntöämme, niin pääset testaamaan alustaamme ja interaktiivista suunnitteluanalyysiämme.