Pravidla konstrukce pro SLS 3D tisk: tloušťka stěn, otvory, odprášení a minimální prvky

Proces ve stručnosti

Laser spéká tenké vrstvy prášku PA 12 uvnitř vyhřívané komory. Nespékaný prášek kolem dílu jej podpírá, takže převisy, podkosy a vnitřní kanálky nepotřebují žádné podpůrné struktury. Po vytištění díly pomalu chladnou v prášku, jsou vybaleny, otryskány a vyleštěny a volitelně obarveny. Každé níže uvedené pravidlo vychází z jednoho z těchto kroků.

Pravidla

Toto jsou běžná průmyslová doporučení pro laserem spékaný PA 12. Jsou to výchozí body, nikoli pevné limity: geometrie, orientace a velikost hrají svou roli.

Stěny

Tloušťka stěny je pravidlo, na kterém záleží nejvíce. Příliš tenká stěna se při vybalování a tryskání zlomí nebo ohne; příliš tlustá stěna se nerovnoměrně smršťuje, kroutí a spotřebuje více prášku, než je nutné. Rovnoměrná stěna o tloušťce přibližně 1,5 až 3 mm je ideální rozmezí pro kryty, držáky a pouzdra. Tam, kde potřebujete tuhost, přidejte žebra místo toho, abyste dělali celou stěnu tlustší.

• Udržujte tloušťku stěny v celém dílu co nejrovnoměrnější.
• Vyhněte se tlustým shlukům materiálu vedle tenkých stěn; odlehčete je.
• Vnitřní rohy zaoblete, abyste rozložili napětí.
• Samostatně stojící tenké prvky (kolíky, výstupky, žebra) potřebují větší tloušťku než stěny podepřené na obou stranách.

Když nahrajete model, kontrola návrhu v kalkulačce změří stěny a upozorní vás, pokud je znatelná část dílu tenčí než 0,8 mm.

Otvory, kolíky a drážky

Zrnka prášku vedle roztaveného obrysu se částečně roztaví a přilepí k povrchu. Proto jsou otvory a drážky o něco menší a kolíky o něco větší, než bylo navrženo. Otvory pod přibližně 1,5 mm se mohou uzavřít a dlouhé, úzké otvory se obtížně čistí.

• Navrhujte otvory na jmenovitou velikost a pokud potřebujete přesný průměr, vyvrtejte je nebo vystružte.
• Malým průchozím otvorům dejte větší průměr nebo kratší délku, aby bylo možné prášek vyfouknout.
• Šrouby, závity a vložky popisuje článek závity a závitové vložky v SLS PA 12.
• Pro lícování a vůle viz SLS tolerance a vůle.

Duté díly a otvory pro odprášení

Vytvoření dutiny v silnostěnném dílu šetří materiál a snižuje deformace. Prášek uvnitř uzavřené dutiny však nelze nikdy odstranit: zůstává v dílu jako sypký prášek nebo měkký koláč a zvyšuje hmotnost. Opatřete každou dutou oblast alespoň dvěma otvory pro odprášení o průměru minimálně 5 mm, ideálně na protilehlých stranách, aby mohl vzduch proudit skrz při vyfukování prášku.

Když nahrajete model, kalkulačka najde uzavřené dutiny, označí je ve 3D prohlížeči a nacení díl jako plný, dokud nepřidáte otvory pro odprášení. Upozorní také na hluboké úzké kanálky, ze kterých se prášek obtížně odstraňuje.

Pohyblivé díly a sestavy

Protože je díl během tisku obklopen sypkým práškem, panty, řetězy, kulové čepy a ozubená soukolí mohou být tištěny již sestavené. Ponechte alespoň 0,5 mm mezi pohyblivými povrchy, ujistěte se, že prášek může uniknout z každého spoje, a vyhněte se dlouhým, úzkým mezerám. Pro spony a západky ukazuje průvodce návrhem zaklapávacích spojů, jak dimenzovat ramena tak, aby se ohýbala bez prasknutí.

Orientace a vrstvy

Vrstvy jsou silné 0,12 mm. Mírně nakloněné povrchy vykazují jemné stupně; svislé a vodorovné plochy vypadají nejrovnoměrněji. Pevnost také závisí na směru: EOS uvádí pevnost v tahu 48 MPa a prodloužení při přetržení 18 % v rovině vrstvy pro PA 2200, ve srovnání s 42 MPa a 4 % napříč vrstvami. Díly, které se ohýbají, jako jsou spony a pružné prvky, jsou nejpevnější, když směr ohybu leží v rovině vrstvy.

V kalkulačce můžete pro každý díl zvolit rovinu vrstev (XY, XZ nebo YZ), nebo volbu nechat na nás. Příprava tisku pak díl v tiskové úloze natočí; pokud je některá plocha nebo směr kritický, navrhněte díl tak, aby na orientaci nezávisel, nebo to uveďte při odeslání objednávky.

Povrch, text a detaily

Laserem spékaný PA 12 má matný, mírně zrnitý povrch. Tryskání skleněnými kuličkami a leštění v DyeMansion Powershot DUAL, které je součástí každé objednávky, jej činí rovnoměrnějším a příjemnějším na dotek; podle DyeMansion tato úprava povrch spíše zhutňuje, než aby odstraňovala materiál, takže geometrie zůstává zachována. Hrany jsou mírně zaoblené.

• Text a loga: asi 1 mm vysoké nebo hluboké, s tučným, jednoduchým písmem.
• Ostré hrany se mírně zaoblí; nespoléhejte na ostří jako u nože.
• Barvené díly jsou probarveny v povrchové vrstvě tekutými barvami TCN. Barva nepřidává žádný povlak, takže se rozměry nemění. Viz katalog barev.

Velikost dílu a dělení

FORMIGA P 110 Velocis má nominální komoru 200 × 250 × 330 mm. Kalkulačka kontroluje, zda se každý díl vejde, i v nakloněných polohách, a upozorní, pokud se díl vejde jen diagonálně nebo vůbec. Větší díly lze rozdělit na části spojené rybinou, kolíky, šrouby nebo lepidlem; díl, který se vejde jen tak tak diagonálně, bývá po rozdělení levnější, protože se lépe skládá s ostatními díly. Velikost a skládání jsou také největšími faktory ceny, jak vysvětluje článek cena 3D tisku SLS.

Soubory

Kalkulátor přijímá STEP a STL. STEP nese své jednotky a přesnou geometrii; STL je trojúhelníková síť bez jednotek, čtená jako milimetry s možností přepnutí na palce. Každé pevné těleso v souboru se stane vlastním dílem. Více v STEP vs STL.

Kontrolní seznam před nahráním

• Stěny alespoň 0,8 až 1,0 mm, ideálně rovnoměrných 1,5 až 3 mm.
• Otvory alespoň cca 1,5 mm; přesné díry plánované pro vystružování.
• Silné části duté nebo žebrované; každá dutina má alespoň dva otvory pro odprášení o velikosti alespoň 5 mm.
• Alespoň 0,5 mm mezi pohyblivými díly.
• Pružné prvky orientované v rovině vrstvy.
• Velké ploché desky žebrované nebo zakřivené.
• Text alespoň cca 1 mm vysoký nebo hluboký.
• Díl se vejde do 200 × 250 × 330 mm, nebo je rozdělen.
• Rozměry zkontrolovány vůči obecné toleranci ±0,3 % (min. ±0,3 mm).

Hodnoty specifické pro daný návrh, jako je tloušťka stěny při zatížení, nálitky pro závitové vložky nebo pevnost spoje, závisí na aplikaci. Pro tyto případy mohou specialisté z prototype.builders posoudit váš konstrukční záměr. Doporučené čtení: co je SLS 3D tisk a průvodce nylonem PA 12.

Až budete mít kontrolní seznam hotový, okamžitá kalkulačka SLS provede stejné kontroly na vašem souboru a ukáže cenu.

Časté dotazy

Jaká je minimální tloušťka stěny pro SLS tisk?

Běžné doporučení pro laserem spékaný PA 12 je 0,8 až 1,0 mm. Stěny o tloušťce přibližně 1,5 až 3 mm jsou pro většinu dílů robustnější. Kalkulačka upozorní, když je znatelná část dílu tenčí než 0,8 mm.

Jak velké musí být otvory pro odprášení v dílech z SLS?

Každé duté oblasti navrhněte alespoň dva otvory pro odprášení o velikosti minimálně 5 mm, ideálně na protilehlých stranách. Prášek v uzavřené dutině nelze odstranit a zůstane v dílu.

Potřebuje SLS podpěry nebo úkosy?

Ne. Nespékaný prášek podpírá díl během tisku, takže převisy, podkosy a vnitřní kanálky nepotřebují žádné podpěry a nejsou potřeba ani žádné úkosy, protože se nepoužívá žádná forma.

Jaký je nejmenší otvor, který dokáže SLS vytisknout?

Otvory o velikosti přibližně 1,5 mm a větší jsou spolehlivé. Menší otvory se mohou zaplnit částečně spečeným práškem. Pro přesné díry je navrhněte na jmenovitou velikost a po vytištění je vyvrtejte nebo vystružte.

Jaký největší díl můžete vytisknout?

Jmenovitá komora tiskárny EOS FORMIGA P 110 Velocis je 200 x 250 x 330 mm. Kalkulačka kontroluje, zda se díl vejde, a to i v nakloněných polohách; větší díly lze rozdělit a spojit.

Ovlivňuje orientace pevnost dílů z SLS?

Ano, do jisté míry. Pro materiál PA 2200 uvádí EOS pevnost v tahu 48 MPa a tažnost při přetržení 18 % v rovině vrstvy a 42 MPa a 4 % napříč vrstvami, takže pružné prvky by měly ležet v rovině vrstvy.