Plantillas de taladrado, utillajes y fijaciones impresos en 3D en nailon SLS: guía práctica de diseño

Por qué SLS es adecuado para guías y fijaciones

• Superficies de contacto de forma libre. Una fijación puede seguir el contorno exacto de una pieza fundida, moldeada o curva. En SLS, un nido de contorno no cuesta más que uno plano, porque el precio depende del volumen y el tamaño, no de la complejidad.
• Sin soportes, sin herramientas. Los canales internos, socavaduras, clips y asas se imprimen en una sola pieza.
• Material resistente. El PA 12 es resistente a los impactos y no se hace añicos al caer. Resiste aceites, grasas y muchos fluidos de taller.
• Peso ligero. Una plantilla de nailon es mucho más ligera que una de aluminio, lo cual importa cuando se coloca cientos de veces por turno.
• Iteración rápida. Cuando el producto cambia, usted actualiza el modelo CAD y pide una nueva versión sin reprogramar una máquina.
• Codificación por colores. Teñimos en 61 colores, todos cotizados al instante en la calculadora. Nuestras piezas salen de la impresora de color blanco brillante, por lo que los colores teñidos se mantienen nítidos y fáciles de distinguir.

Para qué se utilizan las plantillas y fijaciones impresas

Diseño de una plantilla de perforación SLS

1. Ubique la plantilla en la pieza de trabajo

Una plantilla de perforación es tan precisa como su ubicación. Estrategias comunes:

• Ajuste de contorno: la plantilla es el negativo de la superficie de la pieza de trabajo, por lo que se asienta en una sola posición. Ideal para piezas curvas o fundidas.
• Bordes de referencia: topes que descansan contra los bordes mecanizados de la pieza de trabajo, siguiendo el principio 3-2-1.
• Pasadores de posicionamiento: pasadores impresos o insertados que encajan en orificios existentes.

Deje un pequeño espacio libre entre la plantilla y la superficie de la pieza de trabajo para que la textura de la superficie y la tolerancia de impresión no hagan que la plantilla se tambalee.

2. ¿Orificios impresos o casquillos de perforación?

Para un puñado de orificios, una broca piloto o una plantilla solo para marcar, los orificios guía impresos en PA 12 son suficientes. Para perforaciones repetidas, la broca desgasta y calienta el orificio de nailon y la precisión se degrada. La solución estándar es insertar a presión casquillos de perforación de acero endurecido en el cuerpo impreso. Los casquillos estándar, por ejemplo según DIN 179 sin collar o DIN 172 con collar, son económicos y proporcionan una guía dura y precisa; el nailon proporciona la forma, la ubicación y la sujeción.

El tamaño del asiento del casquillo, la cantidad de material que necesita a su alrededor y la longitud que debe tener el casquillo dependen del diámetro de la broca, las fuerzas y el número de ciclos. Estas son decisiones de diseño para su aplicación en lugar de reglas fijas: si desea una segunda opinión, los especialistas de prototype.builders pueden revisar la intención de diseño con usted.

3. Manténgala en su lugar

El movimiento durante la perforación es la causa más común de orificios mal ubicados. Opciones:

• Orejetas o ranuras integradas para abrazaderas de palanca.
• Cavidades para imanes en piezas de trabajo de acero.
• Puntos de montaje para ventosas o almohadillas de vacío en paneles grandes.
• Clips a presión impresos para perfiles.

4. Añada asas, etiquetas y características de orientación

• Asas ergonómicas o rebajes para los dedos.
• Texto en relieve o grabado: número de pieza, lado, revisión.
• Características Poka-yoke: pasadores asimétricos o formas que evitan que la plantilla se utilice al revés.

5. Manténgalo rígido y ligero

Las plantillas de perforación a menudo abarcan grandes áreas. Las placas sólidas gruesas utilizan mucho material y son más propensas a deformarse durante el enfriamiento. Una placa más delgada con nervaduras, o una estructura de marco, es más rígida por gramo y más económica.

6. Respete el tamaño de la cámara

Nuestra EOS FORMIGA P 110 Velocis tiene una cámara de 200 × 250 × 330 mm. Las plantillas más grandes se pueden dividir en secciones unidas con colas de milano, pasadores de posicionamiento o tornillos. Mantenga las uniones alejadas de los orificios críticos, o ubique cada sección en la pieza de trabajo de forma independiente.

La precisión que puede esperar

La tolerancia general para PA 12 sinterizado por láser es de ±0,3 % de la dimensión, con un límite inferior de ±0,3 mm. En una plantilla de 200 mm de longitud, las posiciones de los orificios pueden, por lo tanto, desviarse hasta aproximadamente ±0,6 mm del valor nominal. Eso es suficiente para muchas aplicaciones de ensamblaje, mobiliario y chapa metálica. Si su patrón de orificios necesita posiciones más precisas:

• Posicione la plantilla en características cercanas a los orificios críticos, para que el error no se acumule a lo largo de la longitud.
• Escarie los asientos de los casquillos después de la impresión, utilizando un accesorio de referencia.
• Imprima un primer artículo, mídalo y corrija el modelo CAD antes de pedir más.
• Para una precisión de grado metálico, combine un cuerpo impreso con insertos mecanizados.

Más información en la guía de tolerancias y holguras de SLS.

Límites del material a tener en cuenta

• Calor. El PA 12 se ablanda muy por debajo de los metales. EOS indica una temperatura de deflexión térmica para PA 2200 de 64 °C a una carga de 1,80 MPa (157 °C a 0,45 MPa). La fricción de un taladro en un orificio de nailon liso lo calienta localmente, otra razón para usar casquillos de acero.
• Fluencia. El nailon se deforma lentamente bajo carga permanente. Evite las características impresas que permanezcan sujetas bajo gran fuerza.
• Desgaste. El contacto deslizante con piezas afiladas o abrasivas desgasta el nailon; utilice insertos de acero en los puntos de desgaste.
• Humedad. El PA 12 absorbe mucha menos agua que el PA 6, una de las razones por las que mantiene sus dimensiones en un taller. Consulte la guía de nailon PA12.

Del modelo CAD al útil de fijación en unos pocos días

1. Importe el modelo CAD de la pieza de trabajo.
2. Cree una placa o bloque sobre el área a taladrar y reste la pieza de trabajo con un pequeño desplazamiento para obtener el contorno.
3. Añada asientos para casquillos, elementos de posicionamiento, abrazaderas, asas y etiquetas.
4. Vacíe o añada nervaduras al cuerpo para reducir el material y la deformación.
5. Exporte como STEP o STL y súbalo a la calculadora instantánea de SLS: el visor 3D y las notas de revisión de diseño muestran la pieza, si cabe en la cámara de la impresora y si tiene cavidades cerradas.
6. Elija el color y el nivel de entrega, haga el pedido y encaje los casquillos a presión cuando lleguen las piezas.

Lo que determina el precio de dicha pieza se explica en Cuánto cuesta la impresión 3D SLS; los 61 tonos están en el catálogo de colores.

Preguntas frecuentes

¿Se puede utilizar una plantilla de taladrado impresa en 3D en producción?

Sí, si está diseñada para ello. Para taladrados repetidos, inserte a presión casquillos de taladrado de acero endurecido en el cuerpo impreso de PA 12. El nailon proporciona la forma, la ubicación y la sujeción; el casquillo de acero guía la broca y soporta el desgaste.

¿Qué precisión tiene una plantilla de taladrado SLS?

La tolerancia general para el PA 12 sinterizado por láser es del ±0,3 % de la dimensión, con un límite inferior de ±0,3 mm. Para posiciones de orificios más precisas, ubique la plantilla cerca de los orificios críticos, escarie los asientos de los casquillos o mida un primer artículo y corrija el modelo.

¿Qué material es mejor para las plantillas y útiles impresos en 3D?

El nailon PA 12 impreso por SLS es una opción común: es resistente, ligero, resistente a los impactos y a aceites y grasas, y los contornos complejos no necesitan soportes. Para altas temperaturas o desgaste intenso, añada insertos de acero o elija otro proceso.

¿Qué tamaño puede tener una fijación SLS?

La cámara de nuestra EOS FORMIGA P 110 Velocis mide 200 × 250 × 330 mm. Las fijaciones más grandes se dividen en varias secciones impresas unidas con colas de milano, pasadores o tornillos.

¿Necesito casquillos de perforación de acero?

Para marcar, hacer agujeros guía o unos pocos agujeros, un agujero impreso suele ser suficiente. Para perforaciones repetidas, o cuando las posiciones de los agujeros deben mantenerse precisas durante muchos ciclos, utilice casquillos de perforación de acero.

¿Se pueden codificar por colores las fijaciones SLS?

Sí. Las piezas son blancas por defecto y se pueden teñir en cualquiera de los 61 colores, todos cotizados al instante, por lo que los accesorios se pueden codificar por línea, producto o variante.