Print-in-Place Scharnieren en Bewegende Samenstellingen in SLS Nylon

Waarom SLS is gemaakt voor print-in-place

Bij filament- en harsprinten heeft elke overhang ondersteuning nodig, en ondersteuningen in een scharnier zijn bijna onmogelijk te verwijderen. In SLS groeit het onderdeel in een bed van PA 12 poeder. Het poeder dat niet is gesmolten, blijft los rond het onderdeel en draagt het, zodat de printer gesloten lussen, in elkaar grijpende schakels en pinnen in scharnieren kan produceren zonder enige ondersteuning. Na het printen wordt het losse poeder verwijderd en beweegt het mechanisme.

Typische print-in-place onderdelen zijn scharnieren en scharnierende deksels, kettingen en kabelrupsen, kogelgewrichten en scharnierende vingers voor grijpers, draaiknoppen en wijzerplaten, onverliesbare schroeven en clips, en demonstratiemodellen met bewegende onderdelen. De praktische winst: geen montage, geen kleine onderdelen om te verliezen, en een mechanisme dat klaar is wanneer het aankomt.

De twee regels: speling en poederontsnapping

Regel 1: minimaal 0,5 mm speling

Tijdens het printen smelten poederkorrels naast een gesmolten oppervlak gedeeltelijk en blijven eraan plakken. Als twee bewegende oppervlakken te dicht bij elkaar liggen, hechten de korrels ertussen zich aan beide en smelt de verbinding samen. Een speling van minimaal 0,5 mm tussen alle bewegende oppervlakken is onze basisrichtlijn voor lasergesinterd PA 12. Grotere onderdelen en lange, smalle spelingen hebben baat bij meer.

Dit zijn uitgangspunten, geen garanties. Print voor een kritiek mechanisme eerst een kleine testversie; met een directe prijs kost een test weinig.

Regel 2: het poeder moet eruit kunnen

Elke opening zit vol poeder wanneer het onderdeel uit de printer komt. Ontpoederen en glasparelstralen verwijderen het, maar alleen als het de buitenkant kan bereiken. Een opening die aan beide kanten open is, is gemakkelijk schoon te maken. Een gesloten holte of een lang blind kanaal houdt zijn poeder vast, en een scharnier vol samengeperst poeder beweegt niet.

• Open elk scharnierpunt naar buiten toe aan ten minste één kant, beter nog aan twee kanten.
• Vermijd blinde gaten rond pinnen; laat het pinkanaal doorlopen.
• Voeg ontsnappingsgaten toe aan gesloten volumes; de calculator detecteert ingesloten holtes wanneer je het model uploadt.
• Houd openingen kort en recht waar mogelijk.

Een print-in-place scharnier ontwerpen

Een print-in-place scharnier bestaat uit knokkels op beide helften en een pin die bij de ene helft hoort en door de andere loopt. Een paar details maken het verschil tussen een scharnier dat bij de eerste poging beweegt en een scharnier dat moet worden losgebroken:

• Voorzie de pinuiteinden van een afschuining of kegelvorm zodat de pin wordt vastgehouden maar de opening aan de uiteinden open blijft.
• Houd de opening uniform rond de pin en tussen de knokkelvlakken.
• Geef de pin voldoende diameter om de belasting te dragen; dunne pinnen van nylon buigen. Als het scharnier wordt belast, overweeg dan in plaats daarvan een gat voor een metalen pin.
• Voeg een hoekstop toe als het deksel niet te ver mag doordraaien.
• Vermijd contactvlakken die groot en plat zijn; deze hebben meer speling nodig dan kleine cilindrische vlakken.

Een print-in-place scharnier is niet afhankelijk van het buigen van het materiaal, dus het gaat meestal veel langer mee dan een filmscharnier in SLS nylon. De prijs hiervoor is enige speling en meer ruimte voor de scharnierlussen.

Kettingen, kogelgewrichten en andere mechanismen

Kettingen en kabelrupsen

In elkaar grijpende schakels zijn het klassieke SLS paradepaardje. Elke schakel heeft aan alle kanten een opening van 0,5 mm nodig ten opzichte van zijn buren, en elke schakel moet open genoeg zijn om het poeder eruit te laten vallen.

Kogelgewrichten

Een kogel in een kom is het moeilijkste geval, omdat de bolvormige opening poeder vasthoudt. Open de kom royaal, voeg sleuven toe en begin met een grotere opening dan bij een scharnier. Als het gewricht door wrijving een positie moet vasthouden, test het dan: de wrijving na het ontpoederen is moeilijk te voorspellen.

Draaiende onderdelen en draaiknoppen

Een knop die op een as is vastgezet, werkt goed als de as een kraag of een kegel heeft om de knop vast te houden en de opening aan de buitenkant open blijft. Voor een klikgevoel kun je beter een kleine flexibele lip toevoegen in plaats van te vertrouwen op een strakke pasvorm.

Oriëntatie en nauwkeurigheid

De printvoorbereiding kiest de oriëntatie voor de hele printopdracht, en bewegende delen werken in elke oriëntatie zolang de openingen worden gerespecteerd. Lagen zijn ongeveer een tiende millimeter dik (EOS vermeldt 0,12 mm voor het PA 2200 proces), dus gebogen oppervlakken vertonen fijne trapjes die de wrijving enigszins verhogen. De algemene tolerantie waar we voor ontwerpen is ±0,3 % met een ondergrens van ±0,3 mm; meer in SLS toleranties en spelingen.

Na het printen: ontpoederen, stralen, verven

Onze onderdelen worden ontpoederd, daarna met glasparels gestraald en gepolijst in een DyeMansion Powershot DUAL, inbegrepen in de prijs. Stralen maakt de openingen vrij en maakt de contactoppervlakken glad; volgens DyeMansion verdicht het proces het oppervlak zonder materiaal te verwijderen, zodat de ontworpen opening blijft zoals deze is. Door het mechanisme na levering een paar keer te bewegen, komt het volledig vrij. Als u een kleur kiest, kleurt het verven met vloeibare TCN kleurstoffen de oppervlaktelaag zonder een coating toe te voegen, zodat de openingen niet worden gedicht. Lees meer over de stappen in SLS nabewerking en oppervlakteafwerking.

Checklist

• Minimaal 0,5 mm opening tussen alle bewegende oppervlakken.
• Elke opening en holte open naar de buitenkant; geen blinde pengaten.
• Pinuiteinden afgeschuind of conisch zodat de pin opgesloten zit.
• Hoekstoppen waar rotatie beperkt moet worden.
• Dragende scharnieren: dikkere pin of een gat voor een metalen pin.
• Geüpload als één model; controleer de holtewaarschuwing in de calculator.
• Kritiek mechanisme: eerst een kleine testversie.

Voor mechanismen die belasting dragen, een bepaald gevoel nodig hebben of deel uitmaken van een product, kunnen de specialisten van prototype.builders de ontwerpintentie met u doornemen.

Veelgestelde vragen

Wat betekent print-in-place?

Een mechanisme zoals een scharnier, ketting of kogelgewricht wordt al gemonteerd geprint, met een kleine opening tussen de bewegende delen. Na het printen wordt het losse poeder uit de opening verwijderd en kunnen de onderdelen vrij bewegen zonder enige montage.

Welke tussenruimte hebben print-in-place onderdelen nodig bij SLS?

Gebruik een tussenruimte van minimaal 0,5 mm tussen bewegende oppervlakken. Bij kleinere tussenruimtes bestaat het risico dat de onderdelen samensmelten, omdat poeder naast de hete oppervlakken gedeeltelijk sintert en blijft plakken.

Waarom is SLS goed voor print-in-place onderdelen?

Het ongesmolten poeder ondersteunt de onderdelen tijdens het printen, dus er hoeven geen ondersteuningsstructuren uit de verbinding te worden verwijderd. Elke oriëntatie en elke geneste geometrie is mogelijk, zolang het poeder er maar uit kan.

Kan opgesloten poeder in de verbinding blijven zitten?

Ja, als de verbinding gesloten is. Los poeder moet elke tussenruimte en holte kunnen verlaten. Open de verbinding naar buiten toe, vermijd lange blinde kanalen en voeg ontsnappingsgaten toe aan gesloten volumes. De calculator detecteert ingesloten holtes wanneer u het model uploadt.

Zal een print-in-place scharnier speling hebben?

Ja, een beetje. De tussenruimte die nodig is om de onderdelen tijdens het printen gescheiden te houden, wordt speling na het ontpoederen. Waar speling belangrijk is, ontwerp dan een aparte pen of bus, of vraag om ontwerpondersteuning.

Moet ik aparte bestanden uploaden voor de bewegende delen?

Nee. Een print-in-place assemblage wordt als één model geüpload. De calculator controleert of het in de kamer van 200 × 250 × 330 mm past en berekent de prijs als één onderdeel.