Print-in-Place-gångjärn och rörliga enheter i SLS-nylon

Varför SLS är gjort för print-in-place

Vid filament- och hartsutskrift behöver varje överhäng stöd, och stöd inuti ett gångjärn är nästan omöjliga att ta bort. I SLS växer delen inuti en bädd av PA 12-pulver. Det pulver som inte smälts samman förblir löst runt delen och bär upp den, så skrivaren kan producera slutna öglor, sammanlänkade länkar och stift inuti leder utan något stöd. Efter utskriften tas det lösa pulvret bort och mekanismen kan röra sig.

Typiska print-in-place-delar är gångjärn och gångjärnsförsedda lock, kedjor och kabelbärare, kulleder och ledade fingrar för gripdon, roterande vred och rattar, oförlorbara skruvar och klämmor, samt demonstrationsmodeller med rörliga delar. Den praktiska vinsten: ingen montering, inga smådelar att tappa bort, och en mekanism som är redo när den anländer.

De två reglerna: spalt och pulverutrymning

Regel 1: minst 0,5 mm spalt

Under utskriften smälter pulverkornen bredvid en smält yta delvis och fastnar på den. Om två rörliga ytor är för nära varandra binder kornen mellan dem till båda och fogen smälts samman. En spalt på minst 0,5 mm mellan alla rörliga ytor är vår utgångsriktlinje för lasersintrad PA 12. Större delar och långa, smala spalter mår bra av mer.

Dessa är utgångspunkter, inte garantier. För en kritisk mekanism, skriv ut en liten testversion först; med ett direktpris kostar ett test lite.

Regel 2: pulvret måste kunna komma ut

Varje springa är full av pulver när detaljen lämnar skrivaren. Avpulvring och glasblästring tar bort det, men bara om det kan nå utsidan. En springa som är öppen i båda ändar rensas lätt. En stängd ficka eller en lång blindkanal behåller sitt pulver, och en led full av packat pulver rör sig inte.

• Öppna varje led mot utsidan på minst en sida, helst på två.
• Undvik bottenhål runt stift; låt stiftkanalen gå rakt igenom.
• Lägg till evakueringshål i slutna volymer; kalkylatorn upptäcker inneslutna håligheter när du laddar upp modellen.
• Håll springor korta och raka där du kan.

Att designa ett print-in-place-gångjärn

Ett print-in-place-gångjärn består av ledtappar på båda halvorna och ett stift som tillhör den ena halvan och går igenom den andra. Några få detaljer gör skillnaden mellan ett gångjärn som rör sig på första försöket och ett som måste brytas loss:

• Fasa av eller kona stiftets ändar så att stiftet hålls fast men springan förblir öppen i ändarna.
• Håll springan enhetlig runt stiftet och mellan ledtapparnas ytor.
• Ge stiftet tillräcklig diameter för att bära lasten; tunna stift i nylon böjer sig. Om gångjärnet belastas, överväg ett hål för ett metallstift istället.
• Lägg till ett vinkelstopp om locket inte ska överrotera.
• Undvik kontaktytor som är stora och platta; de kräver mer spelrum än små cylindriska.

Ett print-in-place-gångjärn är inte beroende av att materialet böjs, så det håller vanligtvis mycket längre än ett filmgångjärn i SLS-nylon. Priset är ett visst spel och mer utrymme för gångjärnslederna.

Kedjor, kulleder och andra mekanismer

Kedjor och kabelbärare

Sammanlänkade länkar är det klassiska SLS-exemplet. Varje länk behöver ett mellanrum på 0,5 mm till sina grannar på alla sidor, och varje länk bör vara tillräckligt öppen för att pulvret ska kunna falla ut.

Kulleder

En kula inuti en skål är det svåraste fallet, eftersom det sfäriska mellanrummet fångar pulver. Öppna skålen generöst, lägg till skåror och börja med ett större mellanrum än för ett gångjärn. Om leden måste hålla en position genom friktion, testa den: friktionen efter avpulvring är svår att förutsäga.

Roterande delar och vred

Ett vred som sitter fast på en axel fungerar bra om axeln har en ansats eller en kona för att hålla vredet och mellanrummet förblir öppet på utsidan. För en klickkänsla, lägg till en liten flexibel tunga istället för att förlita dig på en snäv passform.

Orientering och noggrannhet

Utskriftsförberedelsen väljer orienteringen för hela utskriftsjobbet, och rörliga delar fungerar i vilken orientering som helst så länge mellanrummen respekteras. Lagren är ungefär en tiondels millimeter tjocka (EOS anger 0,12 mm för PA 2200-processen), så böjda ytor visar fina steg som ökar friktionen något. Den generella toleransen vi designar efter är ±0,3 % med en nedre gräns på ±0,3 mm; mer i SLS-toleranser och spelrum.

Efter utskrift: avpulvring, blästring, färgning

Våra delar avpulvras, sedan glasblästras och poleras de i en DyeMansion Powershot DUAL, vilket ingår i priset. Blästringen rensar mellanrummen och jämnar ut kontaktytorna; enligt DyeMansion komprimerar processen ytan utan att ta bort material, så det designade mellanrummet förblir som det är. Att röra mekanismen några gånger efter leverans frigör den helt. Om du väljer en färg, färgar färgning med TCN flytande färger ytskiktet utan att lägga till en beläggning, så det stänger inte mellanrummen. Läs mer om stegen i SLS-efterbehandling och ytfinish.

Checklista

• Minst 0,5 mm mellanrum mellan alla rörliga ytor.
• Varje mellanrum och hålighet öppen mot utsidan; inga blinda stifthål.
• Stiftändar fasade eller koniska så att stiftet hålls på plats.
• Vinkelstopp där rotationen måste begränsas.
• Bärande gångjärn: tjockare stift eller ett hål för ett metallstift.
• Uppladdad som en modell; kontrollera hålighetsvarningen i kalkylatorn.
• Kritisk mekanism: en liten testversion först.

För mekanismer som bär last, behöver en definierad känsla eller är en del av en produkt, kan specialisterna på prototype.builders granska designavsikten med dig.

Vanliga frågor

Vad betyder print-in-place?

En mekanism som ett gångjärn, en kedja eller en kulled skrivs ut färdigmonterad, med ett litet mellanrum mellan de rörliga delarna. Efter utskriften tas det lösa pulvret bort från mellanrummet och delarna rör sig fritt utan någon montering.

Vilket mellanrum behöver print-in-place-delar i SLS?

Använd ett mellanrum på minst 0,5 mm mellan rörliga ytor. Mindre mellanrum riskerar att smälta ihop delarna, eftersom pulver bredvid de varma ytorna delvis sintrar och fastnar.

Varför är SLS bra för print-in-place-delar?

Det osmälta pulvret stöder delarna under utskriften, så inga stödstrukturer behöver tas bort inifrån leden. Vilken orientering och vilken nästlad geometri som helst är möjlig så länge pulvret kan komma ut.

Kan instängt pulver stanna kvar inuti leden?

Ja, om leden är stängd. Löst pulver måste kunna lämna varje mellanrum och hålighet. Öppna leden mot utsidan, undvik långa blinda kanaler och lägg till evakueringshål i slutna volymer. Kalkylatorn upptäcker inneslutna håligheter när du laddar upp modellen.

Kommer ett print-in-place-gångjärn att ha glapp?

Ja, lite. Spalten som behövs för att hålla isär delarna under utskriften blir till glapp efter avpulvringen. Där glapp spelar roll, designa en separat sprint eller bussning, eller be om designsupport.

Behöver jag ladda upp separata filer för de rörliga delarna?

Nej. En print-in-place-sammanställning laddas upp som en enda modell. Kalkylatorn kontrollerar att den ryms i kammaren på 200 × 250 × 330 mm och prissätter den som en del.