Hur man löser storleksbegränsningar?

Små luckor och tunna väggar i 3D-tryckta delar?

Att navigera design för rådgivning om additiv tillverkning i din offert är enklare än det verkar, och det börjar med att tänka utanför lådan.

Det kommer en tid i många produktutvecklingscykler när delar träffar en till synes fast vägg som kallas design för tillverkning (DFM), eller i fallet med 3D-utskrift, design för additiv tillverkning (DFaM). På Protolabs representeras denna vägg oftast av en röd ikon som indikerar att en ändring krävs, följt av datorgenererad text som föreslår en möjlig åtgärd.

Sådana flaggor kan innehålla de olycksbådande orden "Ta bort från citat" eller en mer behaglig "Granska och acceptera". Hur som helst är det viktigt att känna igen vad programvaran säger till dig och varför den säger det. Du bör också veta att även när det automatiska citatverktyget verkar indikera att din design är dömd och du lika gärna kan gå hem för dagen, finns det alternativ. Detta designtips beskriver tre av de vanligaste röda flaggorna i 3D-utskrift och ger några användbara förslag på sätt att hantera dem.

Överdimensionerade delar
Flaggan "Del för stor" är kanske den mest alarmerande eftersom den följs av kommandot "Ta bort från citat" som nämndes för en stund sedan. Överraskande nog är denna tillverkningsbegränsning en av de enklaste att arbeta runt, men innan vi går in på hur, låt oss prata om varför.

Som med alla verktygsmaskiner har 3D-skrivare satt gränser för sängstorlekar, vilket definierar den maximala storleken på arbetsstycken som en viss maskin kan producera.

Till skillnad från de flesta CNC-bearbetningscentra, svarvar eller EDM-maskiner kräver 3D-skrivare dock inte att delen sitter i horisontell eller vertikal orientering under tillverkningsprocessen.

Tänk på ett kugghjul som det som visas i figur 1. Det finns många sätt att bearbeta en sådan del, men på ett CNC-bearbetningscenter skulle den troligen klämmas fast i ett skruvstycke eller fixtur på maskinbordet, vilande på kugghjulets plana baksida. Detsamma kan sägas om plastformen som används för att producera denna del, som skulle fräsas eller EDM-ed i samma riktning.

Tillfälliga lösningar
Låt oss låtsas att konstruktören skulle vilja 3D-printa en prototyp av kugghjulet innan han investerar i fixturen, skruvstädskäftarna eller eventuellt formsprutar delen. Hon vet att stereolitografiskrivarna (SLA) på Protolabs kan producera delar upp till 736 mm x 635 mm x 533 mm (i normal upplösning), lätt tillräckligt stora för redskapets maximala dimension på 350 mm.

Men eftersom hon vill att redskapet ska vara mycket smidigt och exakt valde hon att få det tryckt med mikroupplösning med ABS-liknande MicroFine Green-harts. Detta val begränsar dock den maximala delstorleken till 127 mm över, vilket leder till varningen "Del för stor" och efterföljande anteckning om att delen kommer att tas bort från offerten.

Utan att låta sig avskräckas bestämde sig designern för att utnyttja 3D-utskriftens förmåga att tillverka delar i alla riktningar, så hon tippade CAD-modellen i en vinkel, ungefär som att klämma in en överdimensionerad födelsedagspresent i en för liten låda. Hon valde också hög upplösning när hon skickade in offerten, vilket ökade den maximala delstorleken till 254 mm i varje riktning.

Hon insåg snabbt att tippning av växeln innebär att ytterligare stödstrukturer behövs för att begränsa den under utskrift, vilket ökar byggtiden och delkostnaden något. Tyvärr fann hon också att växeln fortfarande var lite för stor med en tum eller två, så hon utförde ett annat magiskt trick med endast tillsats - hon skivade delmodellen i halvor och modifierade den för att inkludera några parningsstift och hål vid skärlinjen, med avsikt att limma bitarna ihop efter utskrift (en process som vi kallar klipp och lim). Problemet löst.

Hoppa över klyftan
Ta nu en titt på varningen om liten lucka i figur 2. Detta indikerar att avståndet mellan varje kugghjuls tänder är mindre än de rekommenderade 0,75 mm, och att kunden, beroende på 3D-utskriftsprocessen, råmaterial, delgeometri och orientering, kan förvänta sig delvis eller till och med fullständig smältning mellan några eller alla tänder.

Här är en plats där mikroupplösningen lyser. Som nämnts tidigare stöder den funktioner ner till 0,07 mm i horisontell riktning, hälften och en fjärdedel av storleken på hög- respektive normal upplösning. Detta uttalande gäller även för Thin Wall-varningen som ses i figur 3. I den här situationen kanske de tryckta tänderna inte uppfyller de önskade dimensionella eller geometriska toleranserna och kan till och med brytas av under utskrift. SLA med mikroupplösning och högupplöst direkt metalllasersintring (DMLS) är det bästa alternativet i vart och ett av dessa fall, trots storleksbegränsningar.

Korn av salt
Observera förbehållet från en stund sedan, "beroende på 3D-utskriftsprocessen, råmaterial, delgeometri och orientering." Det är viktigt att komma ihåg att Protolabs erbjuder fem av de ledande teknikerna för additiv tillverkning (AM) och över 25 olika AM-polymerer, metaller och elastomerer, var och en med sina egna unika egenskaper och tryckbarhet. Detta breda spektrum av tillverkningslösningar innebär att det inte finns mycket vi inte kan ta itu med, och då är inte våra andra processer inräknade: CNC-bearbetning och formsprutning av plast.

Men på grund av denna komplexitet kan ett kort designtips som detta bara skrapa på ytan av vad som är möjligt eller hur man hanterar en viss designrådgivning. I vårt redskapsexempel kan det vara så enkelt att fixa en tunnvägg eller liten gapvarning som att välja en annan polymer eller flytta till en annan 3D-utskriftsteknik, eller som vi har sett, ändra utskriftsupplösning. Det kan också innebära att hoppa över 3D-skrivaren helt och prototypa delen med hjälp av vår snabbsvängningsformsprutningstjänst, ett alternativ som är enklare (och billigare) än man kanske tror.

Takeaway? Låt inte röda flaggor stoppa dig. Använd det automatiska offertverktyget för att få ett snabbt pris, begränsa dina tillgängliga alternativ, och om du ser något du inte gillar, inte förstår eller inte kan räkna ut på egen hand, ringoss en rad och på customerservice@protolabs.se eller +46 (0) 8408 391 86. Och framför allt, var inte rädd för att tänka utanför boxen.

5/24/2023 - Industritorget

Contact information

Protolabs

08408 391 86

View homepage

Send Email

Contacts

Links

Videos

Map

Print
Send tip

Mailing address
Halesfield 8
TF74QN Telford

Region
United Kingdom

Organization id:
5366160

Founded: Not specified
Employees: Not specified

Contacts

Links

Videos

Map

Welcome to Protolabs!

The company was founded in 1999 by Larry Lukis, a successful entrepreneur and computer geek. He wanted to radically reduce the time required to produce injection molded prototype parts.

His solution was to automate the traditional production process by developing complex software that communicated with a network of mills and presses. As a result, plastic and metal parts could be produced in a fraction of the time it had previously taken.

How we can help
Faster product development, reduced costs and optimized supply chain with 3D printing, CNC machining and injection molding enabled by technology.

arrow_downwardSee below for more information about our business.

Send rfq