Charnières imprimées en place et assemblages mobiles en nylon SLS

Pourquoi le SLS est fait pour l'impression en place

Dans l'impression à filament et en résine, chaque porte-à-faux nécessite un support, et les supports à l'intérieur d'une charnière sont presque impossibles à retirer. En SLS, la pièce se forme à l'intérieur d'un lit de poudre PA 12. La poudre qui n'est pas fusionnée reste libre autour de la pièce et la soutient, l'imprimante peut donc produire des boucles fermées, des maillons imbriqués et des axes dans des articulations sans aucun support. Après l'impression, la poudre libre est retirée et le mécanisme bouge.

Les pièces typiques imprimées en place sont les charnières et les couvercles à charnière, les chaînes et les passe-câbles, les rotules et les doigts articulés pour les pinces, les boutons rotatifs et les cadrans, les vis captives et les clips, ainsi que les modèles de démonstration avec des pièces mobiles. Le gain pratique : aucun assemblage, aucune petite pièce à perdre, et un mécanisme prêt à l'emploi dès son arrivée.

Les deux règles : le jeu et l'évacuation de la poudre

Règle 1 : un jeu d'au moins 0,5 mm

Pendant l'impression, les grains de poudre adjacents à une surface fusionnée fondent partiellement et s'y collent. Si deux surfaces mobiles sont trop proches, les grains situés entre elles se lient aux deux et l'articulation fusionne. Un jeu d'au moins 0,5 mm entre toutes les surfaces mobiles est notre recommandation de base pour le PA 12 fritté au laser. Les pièces plus grandes et les jeux longs et étroits nécessitent un espacement plus important.

Ce sont des points de départ, pas des garanties. Pour un mécanisme critique, imprimez d'abord une petite version de test ; avec un prix instantané, un test coûte peu.

Règle 2 : la poudre doit pouvoir sortir

Chaque interstice est rempli de poudre lorsque la pièce quitte l'imprimante. Le dépoudrage et le microbillage aux billes de verre l'éliminent, mais seulement si elle peut atteindre l'extérieur. Un interstice ouvert aux deux extrémités se nettoie facilement. Une poche fermée ou un long canal borgne conserve sa poudre, et une articulation pleine de poudre compactée ne bouge pas.

• Ouvrez chaque articulation vers l'extérieur sur au moins un côté, idéalement sur deux.
• Évitez les trous borgnes autour des axes ; laissez le canal de l'axe traverser de part en part.
• Ajoutez des trous d'évacuation aux volumes fermés ; le calculateur détecte les cavités fermées lorsque vous téléchargez le modèle.
• Gardez les interstices courts et droits là où vous le pouvez.

Conception d'une charnière imprimée en place

Une charnière imprimée en place se compose de charnons sur les deux moitiés et d'un axe qui appartient à une moitié et traverse l'autre. Quelques détails font la différence entre une charnière qui bouge du premier coup et une autre qui doit être débloquée de force :

• Chanfreinez ou biseautez les extrémités de l'axe pour que l'axe soit capturé mais que l'interstice reste ouvert aux extrémités.
• Gardez l'interstice uniforme autour de l'axe et entre les faces des charnons.
• Donnez à l'axe un diamètre suffisant pour supporter la charge ; les axes fins en nylon se plient. Si la charnière est soumise à une charge, envisagez plutôt un trou pour un axe en métal.
• Ajoutez une butée d'angle si le couvercle ne doit pas trop tourner.
• Évitez les zones de contact grandes et plates ; elles nécessitent plus de jeu que les petites zones cylindriques.

Une charnière imprimée sur place ne dépend pas de la flexion du matériau, elle dure donc généralement beaucoup plus longtemps qu'une charnière active en nylon SLS. Le prix à payer est un certain jeu et plus d'espace pour les charnons.

Chaînes, joints à rotule et autres mécanismes

Chaînes et porte-câbles

Les maillons imbriqués sont la démonstration classique du SLS. Chaque maillon nécessite un espace de 0,5 mm avec ses voisins de tous les côtés, et chaque maillon doit être suffisamment ouvert pour que la poudre puisse s'échapper.

Joints à rotule

Une rotule dans une cavité est le cas le plus difficile, car l'espace sphérique retient la poudre. Ouvrez généreusement la cavité, ajoutez des fentes et commencez avec un espace plus grand que pour une charnière. Si l'articulation doit maintenir une position par friction, testez-la : la friction après le dépoudrage est difficile à prédire.

Pièces rotatives et cadrans

Un bouton capturé sur un axe fonctionne bien si l'axe a un épaulement ou un cône pour retenir le bouton et que l'espace reste ouvert à l'extérieur. Pour une sensation de cran, ajoutez une petite languette flexible plutôt que de compter sur un ajustement serré.

Orientation et précision

La préparation de l'impression choisit l'orientation pour l'ensemble du travail d'impression, et les pièces mobiles fonctionnent dans n'importe quelle orientation tant que les espaces sont respectés. Les couches ont une épaisseur d'environ un dixième de millimètre (EOS indique 0,12 mm pour le processus PA 2200), de sorte que les surfaces courbes présentent de fines marches qui augmentent légèrement la friction. La tolérance générale pour laquelle nous concevons est de ±0,3 % avec une limite inférieure de ±0,3 mm ; plus d'informations dans Tolérances et jeux SLS.

Après l'impression : dépoudrage, microbillage, teinture

Nos pièces sont dépoudrées, puis microbillées aux billes de verre et polies dans un DyeMansion Powershot DUAL, inclus dans le prix. Le microbillage dégage les espaces et lisse les surfaces de contact ; selon DyeMansion, le processus compacte la surface sans enlever de matière, de sorte que l'espace conçu reste tel quel. Déplacer le mécanisme quelques fois après la livraison le libère complètement. Si vous choisissez une couleur, la teinture avec des colorants liquides TCN colore la couche superficielle sans ajouter de revêtement, elle ne ferme donc pas les espaces. Apprenez-en plus sur les étapes dans Post-traitement et finition de surface SLS.

Liste de contrôle

• Un espace d'au moins 0,5 mm entre toutes les surfaces mobiles.
• Chaque espace et cavité ouvert vers l'extérieur ; pas de trous de goupille borgnes.
• Extrémités de l'axe chanfreinées ou coniques pour que l'axe soit maintenu.
• Butées d'angle là où la rotation doit être limitée.
• Charnières porteuses : axe plus épais ou trou pour un axe métallique.
• Téléchargé comme un seul modèle ; vérifiez l'avertissement de cavité dans le calculateur.
• Mécanisme critique : une petite version de test d'abord.

Pour les mécanismes qui supportent une charge, nécessitent une sensation définie ou font partie d'un produit, les spécialistes de prototype.builders peuvent examiner l'intention de conception avec vous.

Questions fréquentes

Que signifie l'impression en place ?

Un mécanisme tel qu'une charnière, une chaîne ou une rotule est imprimé déjà assemblé, avec un petit espace entre les pièces mobiles. Après l'impression, la poudre libre est retirée de l'espace et les pièces bougent librement sans aucun assemblage.

De quel espace les pièces imprimées en place ont-elles besoin en SLS ?

Utilisez un espace d'au moins 0,5 mm entre les surfaces mobiles. Des espaces plus petits risquent de fusionner les pièces ensemble, car la poudre adjacente aux surfaces chaudes fritte partiellement et colle.

Pourquoi le SLS est-il adapté aux pièces imprimées en place ?

La poudre non fusionnée supporte les pièces pendant l'impression, il n'y a donc aucune structure de support à retirer de l'intérieur de l'articulation. N'importe quelle orientation et n'importe quelle géométrie imbriquée sont possibles tant que la poudre peut sortir.

La poudre piégée peut-elle rester à l'intérieur de l'articulation ?

Oui, si l'articulation est fermée. La poudre libre doit pouvoir sortir de chaque espace et cavité. Ouvrez l'articulation vers l'extérieur, évitez les longs canaux aveugles et ajoutez des trous d'évacuation aux volumes fermés. Le calculateur détecte les cavités fermées lorsque vous téléchargez le modèle.

Une charnière imprimée en place aura-t-elle du jeu ?

Oui, un peu. L'espace nécessaire pour maintenir les pièces séparées pendant l'impression devient du jeu après le dépoudrage. Là où le jeu a de l'importance, concevez une goupille ou une douille séparée, ou demandez une assistance à la conception.

Dois-je importer des fichiers séparés pour les pièces mobiles ?

Non. Un assemblage imprimé en place est importé comme un seul modèle. Le calculateur vérifie qu'il rentre dans la chambre de 200 × 250 × 330 mm et le tarifie comme une seule pièce.