undefined
Hands of architects showing shapes printed on 3D printer
Design

Design for Additive Manufacturing (DfAM)

Ontwerp specifiek voor 3D printing en maximaliseer de voordelen van additive manufacturing

8 December 2024
6 minuten leestijd
Makernaut Team

Design for Additive Manufacturing (DfAM) is een ontwerpfilosofie die de unieke mogelijkheden van 3D printing benut om producten te creëren die onmogelijk zijn met traditionele productieprocesses. Door DfAM principes toe te passen, kunnen ingenieurs en ontwerpers onderdelen ontwikkelen die lichter, sterker en functioneler zijn dan ooit tevoren.

Wat is Design for Additive Manufacturing?

Een nieuwe manier van denken over productontwerp

Van Traditioneel naar Additief

Traditionele productieprocessen zoals CNC-frezen of spuitgieten hebben specifieke beperkingen: rechte lijnen, simpele geometrieën, en de noodzaak voor afneembare hoeken. DfAM draait dit om door te ontwerpen voor de mogelijkheden van 3D printing.

Met DfAM kun je complexe geometrieën, interne kanalen, lattice structuren en organische vormen realiseren die voorheen onmogelijk of extreem duur waren om te produceren.

Fundamentele Principes

  • Functie-integratie: Meerdere onderdelen combineren in één print
  • Complexiteit zonder kosten: Complexe geometrieën zijn niet duurder
  • Materiaal optimalisatie: Alleen materiaal waar nodig
  • Customisatie: Elk onderdeel kan uniek zijn

DfAM vs Traditioneel Ontwerp

❌ Traditioneel Denken

  • • Simpele geometrieën
  • • Assemblage van meerdere delen
  • • Uniform materiaalgebruik
  • • Beperkte customisatie

✅ DfAM Denken

  • • Complexe organische vormen
  • • Geïntegreerde functionaliteit
  • • Optimaal materiaalgebruik
  • • Volledige personalisatie

Belangrijkste DfAM Strategieën

Lattice Structuren

Honingraatstructuren die sterkte behouden bij minimaal gewicht

Voordelen: 80% gewichtsreductie
Toepassingen: Aerospace, automotive

Topologie Optimalisatie

AI-gedreven optimalisatie voor minimaal materiaalgebruik

Voordelen: Optimale stijfheid/gewicht
Tools: Fusion 360, Altair

Conformal Cooling

Koelkanalen die de vorm van het onderdeel volgen

Voordelen: 40% snellere cyclus
Toepassingen: Spuitgietmallen

Onderdeel Consolidatie

Meerdere componenten in één print combineren

Voordelen: Minder assemblage
Resultaat: Lagere kosten

Biomimicry

Natuurlijke structuren nabootsen voor optimale prestaties

Voorbeelden: Botten, bomen
Voordelen: Natuurlijke optimalisatie

Mass Customization

Elk onderdeel aangepast aan specifieke eisen

Toepassingen: Medisch, sport
Voordelen: Perfecte pasvorm

DfAM Design Richtlijnen

Praktische tips voor succesvolle 3D printing ontwerpen

✅ Doe Dit

  • Minimale wanddiktes: 0.8mm voor SLA, 1.5mm voor SLS
  • Afgeronde hoeken: Verminder spanningsconcentraties
  • Self-supporting: Hoeken <45° voor overhangen
  • Drainage gaten: Voor ongebruikt poeder
  • Oriëntatie optimaliseren: Voor minimale supports
  • Hollow designs: Materiaal en tijd besparen

❌ Vermijd Dit

  • Te dunne wanden: Kunnen breken tijdens printing
  • Scherpe hoeken: Veroorzaken spanningsconcentraties
  • Grote vlakke oppervlakken: Warping risico
  • Gesloten holtes: Poeder kan niet weg
  • Kleine tekstkenmerken: Moeilijk leesbaar
  • Bewegende delen: Te kleine toleranties

DfAM Casestudies

GE Aviation: LEAP Brandstofsproeier

GE redesignde hun brandstofsproeier van 20 gelaste onderdelen naar één 3D geprint component met DfAM principes.

Resultaten:

  • • 25% lichter
  • • 5x duurzamer
  • • 95% minder onderdelen

DfAM Technieken:

  • • Part consolidation
  • • Interne kanalen
  • • Topology optimization
€3M
Jaarlijkse besparing per vliegtuig

BMW: Conformal Cooling Mallen

BMW implementeerde conformal cooling kanalen in hun spuitgietmallen, mogelijk gemaakt door DfAM.

Verbeteringen:

  • • 40% snellere cyclustijd
  • • Betere onderdeel kwaliteit
  • • Lagere energiekosten

Technologie:

  • • SLM 3D printing
  • • Maraging steel
  • • Complexe geometrieën
40%
Productiviteitsverbetering

Medische Implantaten: Gepersonaliseerde Protheses

DfAM maakt het mogelijk om implantaten te ontwerpen die perfect aansluiten op de anatomie van elke patiënt.

Voordelen:

  • • Perfecte pasvorm
  • • Poreuze structuren
  • • Snellere genezing

Features:

  • • Lattice structuren
  • • Biocompatibel titanium
  • • Patient-specific design
90%
Succesvolle integratie

Software Tools voor DfAM

Topology Optimization

  • • Fusion 360 Generative Design
  • • Altair OptiStruct
  • • ANSYS Mechanical
  • • Autodesk Dreamcatcher

Lattice Design

  • • nTopology
  • • Materialise 3-matic
  • • Autodesk Netfabb
  • • MSC Apex Generative Design

Simulation & Analysis

  • • ANSYS Additive Suite
  • • Simufact Additive
  • • MSC Simufact
  • • Digimat AM

DfAM Implementatie

1

Educatie & Training

Train uw ontwerpteam in DfAM principes en 3D printing mogelijkheden. Begin met workshops en online cursussen.

2

Tool Implementatie

Investeer in DfAM software tools zoals topology optimization en lattice design software.

3

Pilot Projecten

Start met kleine pilot projecten om ervaring op te doen en ROI te bewijzen voordat u schaalt.

4

Productie Integratie

Integreer DfAM in uw standaard ontwerpproces en bouw partnerships met 3D printing partners.

De Toekomst van DfAM

Emerging Technologies

  • • AI-powered design optimization
  • • Multi-material printing
  • • 4D printing (shape-changing)
  • • Bioprinting applicaties

Verwachtingen voor 2030

  • • Volledig geautomatiseerd design
  • • Real-time performance optimization
  • • Sustainability-driven design
  • • Mainstream adoptie in industrie

Conclusie

Design for Additive Manufacturing is meer dan een ontwerpfilosofie - het is een paradigmaverschuiving die de manier waarop we producten ontwikkelen fundamenteel verandert. Door DfAM principes toe te passen, kunnen bedrijven producten creëren die lichter, sterker en functioneler zijn dan ooit tevoren.

Bij Makernaut helpen we bedrijven bij het implementeren van DfAM in hun ontwerpproces. Onze experts kunnen uw ontwerpen analyseren en optimaliseren voor 3D printing, zodat u maximaal profiteert van de voordelen van additive manufacturing.

DfAM Project Starten?

Laat onze DfAM experts uw ontwerp optimaliseren voor 3D printing