1. Συγκερασμός σε ένα εξάρτημα των συναρμολογημάτων στις ιδιοσυσκευές και καλίμπρες

Οι καλίμπρες συνήθως 'ακολουθούν' τη γεωμετρία των εξαρτημάτων αλλά σε 'περίεργες' διευθύνσεις. Ας πούμε ότι χρειαζόμαστε μια τρύπα σε ένα πλαστικό injection. Εάν η αξονική της τρύπας είναι παράλληλη στην διεύθυνση εξώλκευσης, θα τη διαμορφώσουμε στο καλούπι. Ακόμα και κάθετη να είναι θα βάλουμε κάποιο ειδικό μηχανισμό. Για να χρειάζεται κάποια καλίμπρα, σημαίνει ότι μια πρόσθετη διαδικασία παραγωγής είναι αναγκαία. Κάτι τέτοιο θα συμβαίνει μόνο εάν η αξονική της τρύπας είναι σε γωνία που δύσκολα διαμορφώνεται στο καλούπι. Η διαμόρφωση γεωμετριών σε ακανόνιστες γωνίες δε δημιουργούν πρόβλημα μόνο στα καλούπια injection, αλλά και στην κατασκευή των καλιμπρών για τις πρόσθετες κατεργασίες. Τέτοιες περιπλοκές σε εξαρτήματα που πρόκειται να παραχθούν με CNC μηχανουργικές κατεργασίες, συνήθως οδηγούν σε αντικατάσταση των περίπλοκων εξαρτημάτων με συγκροτήματα αρκετών απλούστερων κομματιών. Έτσι, ο χρόνος και το κόστος κατασκευής θα επιβαρυνθεί επιπλέον και με τις διαμορφώσεις συναρμολόγησης (σπειρώματα, διαμορφώσεις 'κουμπωμάτων' κοκ)

Ακριβώς το αντίθετο συμβαίνει στην 3d εκτύπωση. Όχι μόνο δε χρειάζεται να κατατμηθεί ένα εξάρτημα σε πλήθος απλούστερων αλλά και περίπλοκα συγκροτήματα μπορούν να συγκεραστούν σε ένα και μόνο εξάρτημα.

2. Ελαφρύτερα Εξαρτήματα. Μέρος 1. Πλαστικό αντί για Μέταλλο ή Αλουμίνιο

Στην τρισδιάστατη εκτύπωση υπάρχει πολύ μεγαλύτερη ποικιλία πλαστικών υλικών σε σχέση με τις μηχανοποιήσεις. Έτσι, εάν μια εφαρμογή έχει κάποιες αυξημένες απαιτήσεις που δεν ικανοποιούνται από τα διαθέσιμα προς μηχανοποίηση υλικά, τότε θα οδηγηθούμε αναγκαστικά σε μέταλλο ή αλουμίνιο που είναι σημαντικά βαρύτερα.

Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση αρπάγης για την αυτόματη λήψη εξαρτήματος μηχανολογικού πλαστικού (που απαιτεί ανεβασμένες θερμοκρασίες καλουπιού κι άρα κι εξώλκευσης) από μηχανή Injection. Οι αρπάγη πρέπει να μην είναι πολύ σκληρή για να μην πληγώνει το εξάρτημα αλλά θα πρέπει να αντέχει και στις υψηλές θερμολρασίες που έχει το εξάρτημα κατά την εξώλκευση.

Οι πλαστικές πρώτες ύλες, που είναι κατάλληλες για μηχανοποίηση, δύσκολα ανταποκρίνονται σε αυτές τις θερμοκρασίες, σε αντίθεση με την πληθώρα υλικών τρισδιάστατης εκτύπωσης που υπάρχουν στην αγορά κι αφορούν εφαρμογές με απαιτήσεις αυξημένων θερμοκρασιών.

3. Ελαφρύτερα Εξαρτήματα. Μέρος 2. Βελτιστοποιημένος σχεδιασμός σε σχέση με το βάρος

Ο σχεδιασμός εξαρτημάτων για 3D εκτύπωση προσφέρει -σχεδόν- απεριόριστη σχεδιαστική ελευθερία, επιτρέποντας τη διαμόρφωση εξαρτημάτων που θα εξασφαλίζουν τις απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες με το μικρότερο δυνατό βάρος.

Για παράδειγμα, η ενίσχυση εξαρτημάτων με διαμόρφωση δικτυωμάτων είναι πρακτικά αδύνατο με μηχανουργική κατεργασία αλλά εύκολο με 3D εκτύπωση.

Στην τρισδιάστατη εκτύπωση μεταλλικών εξαρτημάτων με τη μέθοδο Bound Metal Deposition, μπορούμε να κατασκευάσουμε μέχρι και εξαρτήματα με εσωτερικά 'αδειάσματα', δηλαδή με εσωτερικές κλειστές κοιλότητες.

4. Ελαφρύτερα Εξαρτήματα. Μέρος 3. Infill

Ένας πολύ βολικός τρόπος να βελτιστοποιήσει κανείς το βάρος ενός εξαρτήματος είναι να αντικαταστήσει όλους τους συμπαγείς όγκους με κελύφη μικρού πάχους κι εσωτερικά δικτυώματα. Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος στην αεροναυπηγική. Η διαμόρφωση αυτών που ονομάζονται δομών σάντουιτς (sandwich structures). Αυτό είναι αδύνατον με τις παραδοσιακές τεχνολογίες παραγωγής, είναι όμως απαραίτητο στην τρισδιάστατη εκτύπωση! Τα εσωτερικά δικτυώματα ονομάζονται 'infill'.

Το βάρος, στις αρπάγες και στις ιδιοσυσκευές που βρίσκονται στο άκρο του μπράτσου στα ρομπότ, κοστίζει πάρα πολλά λεφτά. Εξαιτίας της αυξημένης αδράνειας τους, είτε θα πρέπει οι κινήσεις να γίνονται πιο αργά (άρα θα μειωθεί η παραγωγικότητα) ή θα απαιτειται η αγορά μεγαλύτερων κι ακριβότερων ρομπότ.

5. Βελτίωση του χρόνου κατασκευής.

Εν γένη η τρισδιάστατη εκτύπωση προσφέρει πολύ μικρότερους χρόνους παράδοσης κι είναι αυτό πολύ σημαντικό στις συγκεκριμένες εφαρμογές, που υπάρχει πάντα η έγνοια να είναι όλα έτοιμα στην ώρα τους, για να μην καθυστερήσει η έναρξη της παραγωγής. Υπάρχουν δύο βασικοί λόγοι που η ταχύτητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης προσφέρει σημαντικότατα πλεονεκτήματα στη συγκεκριμένη εφαρμογή:

• Η κατασκευή των βοηθητικών εργαλείων της παραγωγής -συνήθως- απαιτεί την ολοκλήρωση τουλάχιστον της δοκιμαστικής προ-παραγωγής για να υπάρχουν διαθέσιμα κάποια πρώτα δείγματα εξαρτημάτων. Γι αυτόν τον λόγο, η κατασκευή τους ξεκινά αφού έχουν παραδοθεί τα πρώτα δείγματα από τα βασικά εργαλεία (π.χ. καλούπια injection, χυτοπρεσσαριστά κοκ), και γίνεται τότε ένας αγώνας δρόμου για την ολοκλήρωση των γραμμών παραγωγής πριν την κανονική παράδοση των βασικών εργαλείων, όμως

• για την παράδοση της γραμμής παραγωγής, ίσως απαιτούνται μερικές επαναλήψεις στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη δοκιμή των ιδιοσυσκευών και καλιμπρών. Γίνεται λοιπόν φανερό, ότι η ταχύτητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης προσμετράται σε κάθε επανάληψη, άρα προσφέρει πολλαπλασιαστικά τα οφέλη της.

6. Καλύτερη διαχείριση των προϊόντων από τα τυπωμένα εργαλεία

Η εξαιρετικά αυξημένη πολυπλοκότητα των εκτυπωμένων εξαρτημάτων παρέχεται χωρίς επιπλέον χρεώσεις!

Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές τεχνολογίες παραγωγής, το κόστος παραγωγής στην τρισδιάστατη εκτύπωση εξαρτάται ελάχιστα από την πολυπλοκότητα των προιόντων

Έτσι, οι σχεδιαστές, μπορούν όχι μόνο να εκμεταλλευτούν τη σχεδιαστική ελευθερία της τρισδιάστατης εκτύπωσης, αλλά μπορούν και να το κάνουν χωρίς να φοβούνται ότι η κάθε μικροπροσθήκη περίπλοκων λειτουργικών χαρακτηριστικών θα αυξήσει δραματικά το κόστος παραγωγής. Έτσι, μπορούν να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν βέλτιστες γεωμετρίες στα εργαλεία παραγωγής.