Design for Additive Manufacturing trong NX – Thiết kế tối ưu cho sản xuất bồi đắp và in 3D công nghiệp

Design for Additive Manufacturing (DfAM) là phương pháp thiết kế chuyên biệt nhằm khai thác tối đa lợi thế của công nghệ sản xuất bồi đắp (Additive Manufacturing – AM), đặc biệt là in 3D kim loại và nhựa kỹ thuật. Thay vì áp dụng tư duy thiết kế truyền thống, DfAM cho phép tạo ra các hình học phức tạp, nhẹ hơn, bền hơn và tối ưu hơn mà các phương pháp gia công cắt gọt không thể thực hiện hiệu quả.

NX cung cấp một nền tảng toàn diện cho DfAM, cho phép doanh nghiệp giải quyết đồng thời các thách thức trong thiết kế – tối ưu – xác thực – chuẩn bị sản xuất. Các công nghệ tiên tiến giúp đảm bảo chi tiết không chỉ “in được”, mà còn sẵn sàng cho sản xuất công nghiệp thực tế với chất lượng ổn định.

Là một phần của hệ sinh thái sản xuất số của Siemens, NX đóng vai trò trung tâm trong việc kết nối thiết kế AM với mô phỏng, sản xuất và quản lý vận hành.

Các quy tắc thiết kế theo khả năng chế tạo (Design for Manufacturability Rules)

Một trong những rào cản lớn nhất của in 3D công nghiệp là việc thiết kế không phù hợp với khả năng chế tạo, dẫn đến lỗi in, biến dạng hoặc chi phí sản xuất cao. NX giải quyết vấn đề này bằng cách tích hợp các quy tắc DfAM trực tiếp trong môi trường thiết kế.

Các quy tắc này giúp xác định:

• Góc treo vượt (overhang angles)

• Khu vực cần giá đỡ (support structures)

• Hướng in tối ưu

• Yêu cầu lắp ráp và hậu xử lý

Nhờ áp dụng Design for Manufacturability Rules, kỹ sư có thể:

• Đảm bảo chi tiết có thể sản xuất thành công ngay từ lần đầu

• Giảm vật liệu hỗ trợ và thời gian in

• Tiết kiệm chi phí và rút ngắn thời gian sản xuất

DfAM trong NX giúp chuyển từ tư duy “thiết kế xong rồi mới sửa để in được” sang thiết kế đúng ngay từ đầu cho AM.

In 3D các cấu trúc lưới (3D Printing Lattice Structures)

Cấu trúc lưới (lattice structures) là một trong những lợi thế lớn nhất của sản xuất bồi đắp, cho phép tạo ra các chi tiết nhẹ nhưng vẫn đảm bảo độ bền và độ cứng kết cấu. NX hỗ trợ thiết kế và tích hợp các cấu trúc lưới một cách linh hoạt và chính xác.

Với NX, kỹ sư có thể:

• Tạo cấu trúc lưới bên trong chi tiết

• Kết hợp lưới như một phần của thiết kế tổng thể

• Điều chỉnh mật độ và hình học lưới theo yêu cầu chịu lực

Các cấu trúc hình học phức tạp được biểu diễn dưới dạng facet và có thể được chỉnh sửa trực tiếp bằng Convergent Modeling, cho phép làm việc đồng thời với dữ liệu lưới và khối rắn mà không cần chuyển đổi phức tạp.

Điều này đặc biệt quan trọng với các ngành như hàng không, y sinh, ô tô hiệu suất cao và thiết bị công nghiệp nhẹ.

Tối ưu hóa thiết kế cho AM ngay trong môi trường CAD

NX cho phép kết hợp DfAM với các công cụ tối ưu hóa như:

• Tối ưu topology

• Giảm trọng lượng

• Tối ưu phân bố vật liệu

Các công cụ này giúp tạo ra các thiết kế “sinh ra để in”, tận dụng tối đa khả năng của AM thay vì bị ràng buộc bởi giới hạn gia công truyền thống.

Kết quả là:

• Chi tiết nhẹ hơn

• Ít vật liệu hơn

• Hiệu suất cơ học cao hơn

Chuẩn bị sản xuất thông minh (Smart Manufacturing Preparation)

Thiết kế tốt cho AM chỉ là bước đầu. Để đưa sản xuất bồi đắp từ quy mô thử nghiệm lên quy mô công nghiệp, cần có sự tích hợp chặt chẽ giữa thiết kế, mô phỏng, sản xuất và tự động hóa.

NX đóng vai trò trung tâm trong quá trình này thông qua sự kết nối với các giải pháp mô phỏng và sản xuất số của Siemens. Cụ thể, NX tích hợp chặt chẽ với:

• Simcenter – mô phỏng và xác thực

• Siemens Manufacturing Operations Management – quản lý vận hành sản xuất

Sự tích hợp này cho phép:

• Kiểm soát và tối ưu toàn bộ quy trình AM

• Giảm lãng phí và tăng hiệu suất máy

• Đồng bộ dữ liệu từ thiết kế đến sản xuất

Mô phỏng và xác thực cho sản xuất bồi đắp

NX cho phép kết hợp DfAM với mô phỏng để:

• Dự đoán biến dạng trong quá trình in

• Đánh giá ứng suất dư

• Tối ưu hướng in và chiến lược in

Việc xác thực thiết kế trước khi in giúp giảm số lần in thử, tiết kiệm thời gian và vật liệu, đồng thời nâng cao độ ổn định của sản xuất.

Tích hợp DfAM trong chuỗi giá trị sản xuất số

DfAM trong NX không hoạt động độc lập mà là một phần của chuỗi giá trị số khép kín:

• Thiết kế CAD

• Mô phỏng CAE

• Sản xuất AM

• Quản lý vận hành

Dữ liệu được sử dụng xuyên suốt mà không cần chuyển đổi giữa các hệ thống rời rạc, giúp giảm sai sót và tăng tốc triển khai.

Lợi ích chiến lược của Design for Additive Manufacturing trong NX

Triển khai DfAM với NX mang lại nhiều lợi ích rõ rệt cho doanh nghiệp:

• Tối ưu thiết kế cho in 3D ngay từ đầu

• Giảm lỗi in và chi phí thử nghiệm

• Khai thác tối đa lợi thế của AM

• Đưa AM từ thử nghiệm sang sản xuất công nghiệp

• Tăng khả năng cạnh tranh và đổi mới sản phẩm

NX giúp doanh nghiệp chuyển từ in 3D để thử nghiệm sang sản xuất bồi đắp thực sự.

Design for Additive Manufacturing – Nền tảng cho sản xuất tương lai

Trong bối cảnh sản xuất đang chuyển mạnh sang số hóa và cá nhân hóa, Design for Additive Manufacturing không còn là xu hướng mà là năng lực cốt lõi. NX cung cấp nền tảng DfAM toàn diện, giúp doanh nghiệp làm chủ thiết kế, sản xuất và vận hành trong kỷ nguyên sản xuất bồi đắp.

Hãy liên hệ ngay với Softone Việt Nam để nhận tư vấn chuyên sâu về các gói bản quyền và demo tính năng mới nhất của phần mềm NX Siemens

Softone Việt Nam

Đơn vị tư vấn và cung cấp giải pháp NX CAD chính hãng, đồng hành cùng doanh nghiệp trong thiết kế, tối ưu và triển khai sản xuất bồi đắp công nghiệp.

Thông tin Liên hệ

Công ty: Softone Việt Nam

Website: https://softonevietnam.com/

Fanpage: https://www.facebook.com/softonevn

Hotline Tư vấn: (+84) 334 254 555

Email Bán hàng: sales@softonevietnam.com

Địa chỉ Văn phòng: Ô số 7-NV 35 Khu đô thị mới Bắc Quốc lộ 32, Xã Hoài Đức, Thành phố Hà Nội, Việt Nam