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Asesor de rendimiento: piezas más resistentes con solo pulsar un botón

Las piezas impresas en 3D resistentes y duraderas son un factor diferenciador clave para Markforged y una de las principales razones por las que las empresas recurren a nosotros buscando soluciones de fabricación aditiva. El primer paso para la fabricación de piezas resistentes con las impresoras Markforged es configurar los ajustes de impresión en Eiger. Hay varios ajustes que pueden influir en la resistencia (rendimiento) de una pieza, unos más que otros. Por ejemplo, está claro que añadir refuerzo de fibra continua hará que una pieza sea significativamente más resistente, pero no está tan claro cuál será el impacto cuando se añada una capa de pared adicional o se ajuste la densidad de relleno. Además, las piezas deben ser resistentes, pero no a costa de un aumento excesivo del coste del material y del tiempo de impresión. En última instancia, los ajustes de impresión ideales son los que dan como resultado una pieza resistente que se fabrica de forma eficiente, una pieza que equilibra las mejoras de resistencia con aumentos mínimos del coste y el tiempo de impresión.


Los clientes pueden utilizar nuestra herramienta Simulación para explorar cómo afectan los cambios de los ajustes de impresión al rendimiento de la pieza, y optimizar los costes y el tiempo de impresión. Sin embargo, la herramienta Simulación requiere un caso de uso conocido —cómo se cargará la pieza y cómo interactuará esta con otros objetos cuando esté en servicio— que a menudo se desconoce.


¿Y si fuera posible optimizar el rendimiento de una pieza sin tener que especificar ningún caso de uso? ¿Y si la optimización fuera tan fácil que todo estuviera totalmente automatizado?

Piezas más resistentes, automáticamente

Para superar este reto, hemos desarrollado un novedoso método de análisis del rendimiento de las piezas para recomendar los ajustes de impresión que harán que sus piezas sean más resistentes en una cantidad conocida, manteniendo al mínimo los costes añadidos y el tiempo de impresión.

Lo mejor de todo es que está totalmente automatizado: para generar los resultados no se necesita ninguna intervención del usuario. Después de guardar una pieza en Eiger, el Asesor de rendimiento analizará automáticamente la pieza y recomendará ajustes de impresión que, en relación con los ajustes predeterminados, mejoren la resistencia manteniendo bajos los costes de material y el tiempo de impresión. Como usuario, usted decide si la mejora del rendimiento merece la pena por el coste y el tiempo de impresión añadidos. Puede aplicar los ajustes recomendados con un solo clic o ignorarlos y continuar con el flujo de trabajo de Eiger.

¿Merece la pena invertir 25 minutos más en imprimir una pieza que es un 43 % más resistente y gastar 0,40 dólares más en materiales? La elección es suya.

Cómo funciona

Veamos cuál es la tecnología que utiliza el Asesor de rendimiento. Para resolver el reto de realizar análisis estructurales sin ningún caso de uso, nuestros ingenieros han desarrollado un método de análisis basado en la física (patente pendiente). En lugar de definir un caso de uso, las formas en las que una pieza vibra de forma natural (los modos propios) de la geometría de la pieza se utilizan para explorar el impacto de los ajustes de impresión en el rendimiento de la pieza.


La imagen siguiente muestra la forma característica del modo propio de menor energía para un soporte en forma de «L». Esta es una de las formas en las que esta pieza vibraría de forma natural. Imagínese que imprime esta pieza y la dobla con las manos: es probable que obtenga esta forma, ya que es la que ofrece menos resistencia a la flexión. Esta forma proporciona al Asesor de rendimiento información sobre las regiones de la pieza que son más susceptibles a la deformación y la tensión y le permiten encontrar ajustes de impresión que hacen que esas regiones sean más resistentes.

Forma de vibración natural de menor energía (modo propio) de un soporte. La deformación se ha exagerado mucho para resaltar la forma.

El primer paso consiste en calcular el modo propio de menor energía. El segundo paso consiste en ejecutar un procedimiento de optimización basado en el aprendizaje automático que puntúa los ajustes de impresión utilizando tres variables:


  • Resistencia

  • Coste del material

  • Tiempo de impresión


Se consideran óptimas aquellas configuraciones de impresión que puntúan alto en resistencia y bajo en coste y tiempo de impresión. Estas configuraciones son las que el Asesor de rendimiento trata de recomendar.

Limitaciones

Las funciones del Asesor de rendimiento se irán ampliando con el tiempo. Para la versión inicial, las limitaciones importantes son:


  • Onyx es el único material compatible.

  • Las capas de pared y las capas de techo y suelo son las únicas configuraciones de impresión ajustadas.

  • El patrón de relleno es triangular y la densidad de relleno por defecto se mantiene constante.

  • Es posible que el Asesor de rendimiento no pueda analizar piezas con mallas STL extremadamente complejas.

Análisis de resistencia eficaz con Simulación

El Asesor de rendimiento es una forma rápida y sencilla de obtener piezas más resistentes, sobre todo cuando se desconocen los casos de uso. Para aplicaciones en las que se conoce el caso de uso, Simulación es la herramienta de preferencia.


Con Simulación, los usuarios configuran un caso de uso (que representa las cargas que tendrá la pieza en el mundo real) y se calcula un factor de seguridad que proporciona una estimación de la resistencia de la pieza, en contraposición al ratio de resistencia proporcionado por el Asesor de rendimiento. Además, si la pieza tiene requisitos de resistencia específicos (por ejemplo, si una pieza debe tener un factor de seguridad mínimo), Simulación puede optimizar los ajustes de impresión para satisfacer el objetivo de factor de seguridad, manteniendo al mínimo el coste de material y el tiempo de impresión.


Estas intervenciones adicionales del usuario, combinadas con nuestro solucionador de elementos finitos adaptado al proceso de fabricación FFF, dan como resultado estimaciones de resistencia más realistas y precisas en comparación con el Asesor de rendimiento.

Simulación tiene en cuenta la aplicación real de una pieza, proporcionando una visión más detallada en comparación con el Asesor de rendimiento.

Las principales diferencias entre Simulación y el Asesor de rendimiento son:


  • Caso de uso
    • Simulación requiere un caso de uso, lo que significa que los resultados generados se basan en cómo se utilizará la pieza en la vida real.

    • El Asesor de rendimiento es independiente del caso de uso. Esto significa que la relación de resistencia que se calcula no depende de las cargas que soportará la pieza cuando esté en servicio.

  • Resistencia
    • Simulación calcula un factor de seguridad que indica la carga cuando la pieza empezará a fallar.

    • El Asesor de rendimiento proporciona el aumento de resistencia de la pieza recomendada con respecto a la pieza con los ajustes predeterminados. Esto no indica nada sobre la carga que puede soportar la pieza.

  • Tecnología
    • Simulación se basa en un motor de análisis de elementos finitos adaptado al método de fabricación FFF (fabricación con filamento fundido).

    • El Asesor de rendimiento utiliza una metodología de análisis pendiente de patente, que se basa en el modo propio de menor energía de la pieza.

  • Disponibilidad

Resumen

El Asesor de rendimiento es una forma rápida y sencilla de obtener piezas más resistentes, de forma automática y sin necesidad de que el usuario introduzca ningún dato. Al eliminar la necesidad de definir un caso de uso, hace extensivas las ventajas de las herramientas de simulación a todos los clientes de Markforged. En última instancia, le proporciona piezas más fuertes y resistentes, manteniendo un buen equilibrio entre la eficiencia del material y el tiempo de impresión, y todo ello con solo pulsar un botón.


Entre en Eiger y pruébelo hoy mismo.

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