योजक विनिर्माण (Design for additive manufacturing, DfAM या DFAM) के लिए डिजाइन विनिर्माण विनिर्माण (एएम) के लिए लागू कारख़ाना के लिए डिजाइन है। यह डिज़ाइन विधियों या औजारों का एक सामान्य प्रकार है जिससे कार्यात्मक प्रदर्शन और / या अन्य प्रमुख उत्पाद जीवन चक्र विचार जैसे विनिर्माण, विश्वसनीयता और लागत को मिश्रित विनिर्माण तकनीकों की क्षमताओं के अधीन अनुकूलित किया जा सकता है।

यह अवधारणा एएम प्रौद्योगिकियों द्वारा प्रदान की गई विशाल डिजाइन स्वतंत्रता के कारण उभरती है। एएम प्रक्रियाओं से अद्वितीय क्षमताओं के पूर्ण लाभ लेने के लिए, डीएफएएम विधियों या उपकरणों की आवश्यकता है। विशिष्ट डीएफएएम विधियों या औजारों में टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन, मल्टीस्केल स्ट्रक्चर (जाली या सेलुलर स्ट्रक्चर), बहु-सामग्री डिज़ाइन, जन अनुकूलन, भाग समेकन, और अन्य डिज़ाइन विधियों के लिए डिज़ाइन शामिल है जो एएम-सक्षम सुविधाओं का उपयोग कर सकते हैं।

डीएफएएम व्यापक डीएफएम से हमेशा अलग नहीं होता है, क्योंकि कई वस्तुओं के निर्माण में दोनों additive और घटिया कदम शामिल हो सकते हैं। फिर भी, “डीएफएएम” नाम का मूल्य है क्योंकि यह इस बात पर ध्यान केंद्रित करता है कि उत्पादन भूमिकाओं में एएम का व्यावसायीकरण करना केवल यह नहीं है कि मौजूदा भागों को घटिया से जोड़ने के लिए कैसे स्विच किया जाए। इसके बजाय, यह उन्नत AM की नई उपलब्धता के संदर्भ में संपूर्ण वस्तुओं (असेंबली, उपप्रणाली) को फिर से डिजाइन करने के बारे में है। यही है, इसमें उन्हें फिर से डिजाइन करना शामिल है क्योंकि उनके पूरे पहले के डिजाइन-यहां तक ​​कि कैसे, क्यों, और किस स्थान पर वे मूल रूप से अलग-अलग हिस्सों में विभाजित थे-एक ऐसी दुनिया की बाधाओं के भीतर कल्पना की गई थी जहां उन्नत एएम अभी तक मौजूद नहीं था। इस प्रकार एक मौजूदा भाग डिजाइन को केवल संशोधित करने की अनुमति देने के बजाय, पूर्ण रूप से डीएफएएम में समग्र वस्तु को फिर से तैयार करने जैसी चीजें शामिल हैं जैसे कि इसमें कम हिस्सों या भागों की एक नई सेट काफी अलग सीमाओं और कनेक्शन के साथ है। इस प्रकार वस्तु अब एक असेंबली नहीं हो सकती है, या यह कई कम भागों के साथ एक असेंबली हो सकती है। डीएफएएम के इस तरह के गहरे जड़ वाले व्यावहारिक प्रभाव के कई उदाहरण 2010 के दशक में उभर रहे हैं, क्योंकि एएम अपने व्यावसायीकरण को काफी व्यापक बनाता है। उदाहरण के लिए, 2017 में, जीई एविएशन ने खुलासा किया कि उसने आपूर्ति श्रृंखलाओं की जटिलता को कम करने पर बड़े संभावित प्रभाव के साथ 900 के बजाय 16 भागों के साथ एक हेलीकॉप्टर इंजन बनाने के लिए डीएफएएम का उपयोग किया था। यह इस कट्टरपंथी पुनर्विचार पहलू है जिसने विषयों को “डीएफएएम को ‘एंटरप्राइज़-स्तरीय व्यवधान’ की आवश्यकता है।” दूसरे शब्दों में, विघटनकारी नवाचार जो एएम अनुमति दे सकता है, पूरे उद्यम और इसकी आपूर्ति श्रृंखला में तर्कसंगत रूप से विस्तार कर सकता है, न केवल मशीन की दुकान के तल पर लेआउट को बदल सकता है।

डीएफएएम में व्यापक विषयों (जो कई एएम प्रक्रियाओं पर लागू होते हैं) और एक विशेष एएम प्रक्रिया के लिए विशिष्ट अनुकूलन दोनों शामिल हैं। उदाहरण के लिए, स्टीरियोलिथोग्राफी के लिए डीएफएम विश्लेषण उस सामान्यता के लिए डीएफएएम को अधिकतम करता है।

पृष्ठभूमि
योजक विनिर्माण को एक सामग्री शामिल करने की प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिससे एक उत्पाद सीधे अपने 3 डी मॉडल से बनाया जा सकता है, आमतौर पर परत पर परत। सीएनसी मशीनिंग या कास्टिंग जैसे पारंपरिक विनिर्माण प्रौद्योगिकियों की तुलना में, एएम प्रक्रियाओं में कई अद्वितीय क्षमताएं होती हैं। यह एक जटिल आकार के साथ-साथ जटिल सामग्री वितरण के साथ भागों के निर्माण को सक्षम बनाता है। इन अद्वितीय क्षमताओं में डिजाइनरों के लिए डिजाइन स्वतंत्रता में काफी वृद्धि हुई है। हालांकि, वे भी एक बड़ी चुनौती लाते हैं। विनिर्माण (डीएफएम) नियमों के लिए पारंपरिक डिजाइन या डिजाइनरों के दिमाग में गहराई से दिशानिर्देश और एएम प्रक्रियाओं द्वारा लाए गए इन अद्वितीय क्षमताओं के लाभ उठाकर उत्पाद कार्यात्मक प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए डिजाइनरों को गंभीर रूप से प्रतिबंधित करते हैं। इसके अलावा, पारंपरिक फीचर-आधारित सीएडी उपकरण को कार्यात्मक प्रदर्शन में सुधार के लिए अनियमित ज्यामिति से निपटना भी मुश्किल है। इन मुद्दों को हल करने के लिए, डिजाइनरों को एएम प्रक्रियाओं द्वारा प्रदान की जाने वाली डिज़ाइन स्वतंत्रता के पूर्ण लाभ लेने में सहायता करने के लिए डिज़ाइन विधियों या औजारों की आवश्यकता होती है। इन डिजाइन विधियों या उपकरणों को योजक विनिर्माण के लिए डिजाइन के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है

तरीके
टोपोलॉजी अनुकूलन
टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन संरचनात्मक ऑप्टिमाइज़ेशन तकनीक का एक प्रकार है जो किसी दिए गए डिज़ाइन स्पेस के भीतर सामग्री लेआउट को अनुकूलित कर सकता है। आकार विशिष्टता या आकार अनुकूलन जैसी अन्य विशिष्ट संरचनात्मक अनुकूलन तकनीकों की तुलना में, टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन एक भाग के आकार और टोपोलॉजी दोनों को अपडेट कर सकता है। हालांकि, टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन से प्राप्त जटिल अनुकूलित आकार हमेशा पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाओं जैसे सीएनसी मशीनिंग के लिए सिरदर्द होते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन परिणाम बनाने के लिए योजक विनिर्माण प्रक्रियाओं को लागू किया जा सकता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए, कुछ विनिर्माण बाधाओं जैसे न्यूनतम फीचर आकार को टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन प्रक्रिया के दौरान भी विचार किया जाना चाहिए। चूंकि टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन डिजाइनरों को योजक विनिर्माण के लिए इष्टतम जटिल ज्यामिति प्राप्त करने में मदद कर सकता है, इस तकनीक को डीएफएएम विधियों में से एक माना जा सकता है।

मल्टीस्केल संरचना डिजाइन
एएम प्रक्रियाओं की अनूठी क्षमताओं के कारण, मल्टीस्केल जटिलताओं वाले भागों को महसूस किया जा सकता है। यह डिजाइनरों के लिए पसंदीदा गुणों के लिए माइक्रो या मेसोस्केल पर सेलुलर संरचनाओं या जाली संरचनाओं का उपयोग करने के लिए एक महान डिजाइन स्वतंत्रता प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस क्षेत्र में, एएम प्रक्रिया द्वारा बनाई गई जाली संरचनाओं का वजन घटाने के लिए उपयोग किया जा सकता है। जैव-चिकित्सा क्षेत्र में, जाली या सेलुलर संरचनाओं से बने जैव-प्रत्यारोपण osseointegration को बढ़ा सकते हैं।

बहु सामग्री डिजाइन
बहु-सामग्री या जटिल सामग्री वितरण वाले हिस्सों को योजक विनिर्माण प्रक्रियाओं द्वारा हासिल किया जा सकता है। डिजाइनरों को इस लाभ का उपयोग करने में मदद करने के लिए, कई सामग्रियों या कार्यात्मक रूप से वर्गीकृत सामग्री के साथ एक भाग को डिजाइन करने के समर्थन के लिए कई डिज़ाइन और सिमुलेशन विधियों का प्रस्ताव दिया गया है। ये डिजाइन विधियां परंपरागत सीएडी प्रणाली को भी चुनौती देती हैं। उनमें से ज्यादातर केवल सजातीय सामग्री से निपट सकते हैं।

बड़े पैमाने पर अनुकूलन के लिए डिजाइन
चूंकि योजक विनिर्माण सीधे उत्पादों के डिजिटल मॉडल से भागों को बना सकता है, यह अनुकूलित उत्पादों के उत्पादन की लागत और अग्रणी समय को काफी कम करता है। इस प्रकार, अनुकूलित भागों को तेजी से उत्पन्न करने के लिए कैसे बड़े पैमाने पर अनुकूलन के लिए एक केंद्रीय मुद्दा बन जाता है। डिजाइनरों या उपयोगकर्ताओं को अनुकूलित उत्पाद को एक आसान तरीके से प्राप्त करने में सहायता के लिए कई डिज़ाइन विधियों का प्रस्ताव दिया गया है। इन विधियों या उपकरणों को डीएफएएम विधियों के रूप में भी माना जा सकता है।

पार्ट्स समेकन
पारंपरिक विनिर्माण विधियों की बाधाओं के कारण, कुछ जटिल घटकों को आमतौर पर विनिर्माण और असेंबली की आसानी के लिए कई हिस्सों में विभाजित किया जाता है। यह स्थिति additive विनिर्माण प्रौद्योगिकियों के उपयोग से बदल दिया गया है। कुछ केस स्टडीज किए गए हैं ताकि मूल डिजाइन में कुछ हिस्सों को एक जटिल भाग में समेकित किया जा सके और योजक विनिर्माण प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित किया जा सके। इस पुनर्वितरण प्रक्रिया को भागों समेकन के रूप में बुलाया जा सकता है। शोध से पता चलता है कि भागों समेकन न केवल भाग गणना को कम करेगा, यह उत्पाद कार्यात्मक प्रदर्शन में भी सुधार कर सकता है। डिज़ाइन विधियों जो डिजाइनरों को भाग समेकन करने के लिए मार्गदर्शन कर सकती हैं उन्हें डीएफएएम विधियों के प्रकार के रूप में भी माना जा सकता है।