Zawiasy i ruchome zespoły Print-in-Place w nylonie SLS

Dlaczego SLS jest stworzone do print-in-place

W druku z filamentu i żywicy każdy nawis wymaga podpór, a podpory wewnątrz zawiasu są prawie niemożliwe do usunięcia. W SLS część rośnie wewnątrz złoża proszku PA 12. Proszek, który nie został stopiony, pozostaje luźny wokół części i ją podtrzymuje, dzięki czemu drukarka może tworzyć zamknięte pętle, zazębiające się ogniwa i sworznie wewnątrz przegubów bez żadnych podpór. Po wydrukowaniu luźny proszek jest usuwany, a mechanizm się porusza.

Typowe części print-in-place to zawiasy i pokrywy na zawiasach, łańcuchy i prowadniki kabli, przeguby kulowe i przegubowe palce chwytaków, obrotowe pokrętła i tarcze, śruby uwięzione i klipsy oraz modele demonstracyjne z ruchomymi częściami. Praktyczna korzyść: brak montażu, brak małych części do zgubienia i mechanizm, który jest gotowy po dostarczeniu.

Dwie zasady: szczelina i odprowadzanie proszku

Zasada 1: szczelina co najmniej 0,5 mm

Podczas drukowania ziarna proszku znajdujące się obok stopionej powierzchni częściowo topią się i przyklejają do niej. Jeśli dwie ruchome powierzchnie są zbyt blisko siebie, ziarna między nimi łączą się z obiema i złącze ulega stopieniu. Szczelina wynosząca co najmniej 0,5 mm między wszystkimi ruchomymi powierzchniami to nasza wyjściowa wytyczna dla spiekanego laserowo PA 12. W przypadku większych części oraz długich, wąskich szczelin warto zastosować większą wartość.

Są to punkty wyjścia, a nie gwarancje. W przypadku kluczowego mechanizmu proszę najpierw wydrukować małą wersję testową; dzięki natychmiastowej wycenie test kosztuje niewiele.

Zasada 2: proszek musi mieć możliwość wydostania się na zewnątrz

Każda szczelina jest pełna proszku, gdy część opuszcza drukarkę. Oczyszczanie z proszku i kulkowanie szklane usuwają go, ale tylko wtedy, gdy może on wydostać się na zewnątrz. Szczelina otwarta na obu końcach łatwo się oczyszcza. Zamknięta kieszeń lub długi ślepy kanał zatrzymuje proszek, a przegub pełen ubitego proszku nie będzie się poruszał.

• Proszę otworzyć każdy przegub na zewnątrz z co najmniej jednej strony, a najlepiej z dwóch.
• Należy unikać ślepych otworów wokół sworzni; kanał sworznia powinien przechodzić na wylot.
• Proszę dodać otwory ewakuacyjne do zamkniętych objętości; kalkulator wykrywa zamknięte wnęki podczas przesyłania modelu.
• Tam, gdzie to możliwe, szczeliny powinny być krótkie i proste.

Projektowanie zawiasu print-in-place

Zawias print-in-place składa się z oczek na obu połówkach oraz sworznia, który należy do jednej połówki i przechodzi przez drugą. Kilka szczegółów robi różnicę między zawiasem, który porusza się za pierwszym razem, a takim, który trzeba wyłamywać:

• Proszę sfazować lub stożkować końce sworznia, aby sworzeń był zablokowany, ale szczelina pozostała otwarta na końcach.
• Należy zachować jednolitą szczelinę wokół sworznia i między powierzchniami oczek.
• Proszę nadać sworzniowi odpowiednią średnicę, aby przeniósł obciążenie; cienkie sworznie z nylonu wyginają się. Jeśli zawias jest obciążony, proszę rozważyć zastosowanie otworu na metalowy sworzeń.
• Proszę dodać ogranicznik kąta, jeśli pokrywa nie powinna się zbytnio obracać.
• Należy unikać dużych i płaskich powierzchni styku; wymagają one większego luzu niż małe powierzchnie cylindryczne.

Zawias drukowany w całości (print-in-place) nie zależy od zginania materiału, więc zazwyczaj wytrzymuje znacznie dłużej niż zawias elastyczny z nylonu SLS. Ceną za to jest pewien luz i więcej miejsca potrzebnego na przeguby.

Łańcuchy, przeguby kulowe i inne mechanizmy

Łańcuchy i prowadniki kabli

Zazębiające się ogniwa to klasyczny przykład możliwości technologii SLS. Każde ogniwo wymaga szczeliny 0,5 mm z każdej strony względem sąsiadujących elementów, a każde z nich powinno być na tyle otwarte, aby proszek mógł swobodnie wypaść.

Przeguby kulowe

Kula w gnieździe to najtrudniejszy przypadek, ponieważ sferyczna szczelina zatrzymuje proszek. Należy szeroko otworzyć gniazdo, dodać szczeliny i zacząć od większego odstępu niż w przypadku zawiasu. Jeśli przegub musi utrzymywać pozycję dzięki tarciu, należy go przetestować: tarcie po usunięciu proszku jest trudne do przewidzenia.

Części obrotowe i pokrętła

Pokrętło osadzone na wale działa dobrze, jeśli wał ma kołnierz lub stożek utrzymujący pokrętło, a szczelina pozostaje otwarta na zewnątrz. Aby uzyskać wyczuwalny skok (zapadkę), lepiej dodać mały elastyczny języczek, zamiast polegać na ciasnym pasowaniu.

Orientacja i dokładność

Przygotowanie druku określa orientację dla całego zadania, a ruchome części działają w każdej orientacji, o ile zachowane są odpowiednie szczeliny. Warstwy mają grubość około jednej dziesiątej milimetra (EOS podaje 0,12 mm dla procesu PA 2200), więc zakrzywione powierzchnie wykazują drobne stopnie, które nieznacznie zwiększają tarcie. Ogólna tolerancja, do której projektujemy, wynosi ±0,3 % z dolnym limitem ±0,3 mm; więcej w Tolerancje i luzy w SLS.

Po wydruku: usuwanie proszku, kulkowanie, barwienie

Nasze części są oczyszczane z proszku, a następnie kulkowane kulkami szklanymi i polerowane w urządzeniu DyeMansion Powershot DUAL, co jest wliczone w cenę. Kulkowanie oczyszcza szczeliny i wygładza powierzchnie stykowe; według firmy DyeMansion proces ten zagęszcza powierzchnię bez usuwania materiału, więc zaprojektowana szczelina pozostaje bez zmian. Kilkukrotne poruszenie mechanizmem po dostawie całkowicie go uwalnia. Jeśli wybiorą Państwo kolor, barwienie płynnymi barwnikami TCN zabarwia warstwę wierzchnią bez dodawania powłoki, dzięki czemu nie zamyka szczelin. Więcej o tych etapach przeczytają Państwo w Obróbka końcowa i wykończenie powierzchni SLS.

Lista kontrolna

• Co najmniej 0,5 mm szczeliny między wszystkimi ruchomymi powierzchniami.
• Każda szczelina i wnęka otwarta na zewnątrz; brak ślepych otworów na sworznie.
• Końce sworznia sfazowane lub stożkowe, aby sworzeń został zablokowany.
• Ograniczniki kątowe tam, gdzie obrót musi być ograniczony.
• Zawiasy nośne: grubszy sworzeń lub otwór na metalowy sworzeń.
• Przesłane jako jeden model; proszę sprawdzić ostrzeżenie o pustych przestrzeniach w kalkulatorze.
• Mechanizm krytyczny: najpierw mała wersja testowa.

W przypadku mechanizmów przenoszących obciążenia, wymagających określonego wyczucia lub będących częścią produktu, specjaliści z prototype.builders mogą omówić z Państwem założenia projektowe.

Najczęściej zadawane pytania

Co oznacza print-in-place?

Mechanizm taki jak zawias, łańcuch lub przegub kulowy jest drukowany już w postaci zmontowanej, z niewielką szczeliną między ruchomymi częściami. Po wydrukowaniu luźny proszek jest usuwany ze szczeliny, a części poruszają się swobodnie bez konieczności montażu.

Jakiej szczeliny wymagają części print-in-place w technologii SLS?

Proszę zastosować szczelinę o wielkości co najmniej 0,5 mm między ruchomymi powierzchniami. Mniejsze szczeliny stwarzają ryzyko stopienia się części ze sobą, ponieważ proszek przylegający do gorących powierzchni częściowo się spieka i przykleja.

Dlaczego technologia SLS jest dobra dla części print-in-place?

Niestopiony proszek podpiera części podczas drukowania, dzięki czemu nie ma potrzeby usuwania struktur podporowych z wnętrza złącza. Możliwa jest dowolna orientacja i dowolna zagnieżdżona geometria, o ile proszek może wydostać się na zewnątrz.

Czy uwięziony proszek może pozostać wewnątrz złącza?

Tak, jeśli złącze jest zamknięte. Luźny proszek musi mieć możliwość opuszczenia każdej szczeliny i pustej przestrzeni. Proszę otworzyć złącze na zewnątrz, unikać długich ślepych kanałów i dodać otwory ewakuacyjne do zamkniętych objętości. Kalkulator wykrywa zamknięte puste przestrzenie po przesłaniu przez Państwa modelu.

Czy zawias print-in-place będzie miał luzy?

Tak, trochę. Szczelina niezbędna do oddzielenia od siebie części podczas drukowania staje się luzem po odproszkowaniu. Tam, gdzie luz ma znaczenie, proszę zaprojektować osobny sworzeń lub tuleję, albo poprosić o wsparcie projektowe.

Czy muszę wgrać osobne pliki dla ruchomych części?

Nie. Złożenie typu print-in-place jest wgrywane jako jeden model. Kalkulator sprawdza, czy mieści się ono w komorze o wymiarach 200 × 250 × 330 mm i wycenia je jako jedną część.