В динамичната сфера на разработването на продукти 3D печат бързото прототипиране се превърна в революционен инструмент, предлагайки несравнима скорост и гъвкавост при оживяване на концепциите. Като водещ доставчик на бързо прототипиране на 3D печат, ние разбираме критичното значение на точността на размерите в процеса на прототипиране. Точността на размерите не само гарантира, че прототипът точно представлява предвидения дизайн, но също така играе основна роля в следващите етапи на разработване на продукти, като тестване, валидиране и производство. В тази публикация в блога ще се задълбочим в различните фактори, които влияят на точността на размерите на 3D отпечатаните бързи прототипи и ще изследваме ефективни стратегии за осигуряване на точни и надеждни резултати.
Разбиране на факторите, влияещи върху точността на размерите
Преди да можем да се справим с въпроса за точността на размерите, е от съществено значение да се разберат различните фактори, които могат да повлияят на крайните размери на 3D отпечатан прототип. Тези фактори могат да бъдат широко категоризирани в три основни области: технология на принтера, свойства на материала и съображения за проектиране.
Технология на принтера
Типът на използваната технология за 3D печат може да окаже значително влияние върху точността на размерите на прототипа. Различните технологии за печат, като моделиране на сливане на отлагане (FDM), стереолитография (SLA) и селективно лазерно синтероване (SLS), имат свои уникални характеристики и ограничения.
- Моделиране на слети отлагане (FDM):FDM е една от най -често използваните 3D технологии за печат, известни със своята достъпност и лекота на използване. Въпреки това, FDM принтерите обикновено имат по -ниска разделителна способност в сравнение с други технологии, което може да доведе до по -малко прецизна точност на размерите. Процесът на отлагане на слой по слой, използван в FDM, също може да въведе малки вариации в размерите на прототипа, особено в области със сложни геометрии.
- Стереолитография (SLA):SLA е технология за 3D печат с висока разделителна способност, която използва лазер за излекуване на течен смола слой по слой. SLA Printers са способни да произвеждат много подробни и точни прототипи с гладки повърхности. Въпреки това, печатът на SLA може да бъде по-скъп и отнема време в сравнение с FDM, а използваните смоли материали могат да бъдат чупливи и предразположени към изкривяване.
- Селективно лазерно синтероване (SLS):SLS е технология за 3D печат на прах, която използва лазер за селективно синтерован прахообразен материал, като найлон или поликарбонат, слой по слой. SLS принтерите са способни да произвеждат силни и издръжливи прототипи с висока размерна точност. Печатът на SLS обаче може да бъде по -скъп и да изисква специализирано оборудване и опит.
Свойства на материала
Свойствата на материала, използван в 3D печат, също могат да повлияят на точността на размерите на прототипа. Различните материали имат различни скорости на свиване, коефициенти на термично разширение и механични свойства, които могат да повлияят на крайните размери на прототипа.
- Степента на свиване:По време на процеса на 3D печат материалът претърпява промяна на фазата от течно или прахово състояние в твърдо състояние. Тази промяна на фазата може да доведе до свиване на материала, което може да доведе до изменения на размерите в прототипа. Скоростта на свиване на материала зависи от фактори като вида на материала, температурата на печат и скоростта на охлаждане.
- Коефициент на термично разширение:Коефициентът на термично разширяване на материал се отнася до скоростта, с която материалът се разширява или договори в отговор на промените в температурата. Ако прототипът е изложен на различни температури по време на процеса на печат или след печат, материалът може да се разшири или договори, което може да повлияе на точността на размерите на прототипа.
- Механични свойства:Механичните свойства на материала, като неговата скованост, сила и пластичност, също могат да повлияят на точността на размерите на прототипа. Ако материалът е твърде гъвкав или крехък, той може да се деформира или счупи по време на процеса на печат или обработка, което може да доведе до изменения на размерите.
Дизайнерски съображения
Дизайнът на прототипа също може да окаже значително влияние върху точността на размерите на 3D отпечатаната част. Определени дизайнерски характеристики, като тънки стени, надвеси и остри ъгли, могат да бъдат по -предизвикателни за отпечатване точно и може да изискват допълнителни структури за поддръжка или модификации на дизайна.
- Дебелина на стената:Дебелината на стената на прототипа трябва да бъде внимателно обмислена, за да се гарантира, че тя е достатъчно гъста, за да поддържа структурната си цялост по време на процеса на печат, но не твърде гъста, за да предизвика прекомерно свиване или изкривяване. Като общо правило, минималната дебелина на стената за 3D печат обикновено е около 1-2 мм, в зависимост от използвания материал и технология за печат.
- Надвеси и мостове:Надвесите и мостовете са области на прототипа, които се простират хоризонтално без никаква подкрепа отдолу. Тези характеристики могат да бъдат предизвикателни за отпечатване точно, тъй като материалът може да провисна или увисна по време на процеса на печат. За да се гарантира точността на размерите на надвесите и мостовете, често е необходимо да се използват поддържащи структури или да се проектира частта по начин, който свежда до минимум необходимостта от надвеси.
- Остри ъгли и ръбове:Острите ъгли и ръбове могат да бъдат по -предизвикателни за отпечатване точно от заоблените ъгли и ръбове, тъй като материалът може да не се влива гладко в тези зони. За да се подобри точността на размерите на острите ъгли и ръбове, често се препоръчва да се използва филе или фаска, за да закръглите ъглите.
Стратегии за осигуряване на точността на размерите
Сега, когато имаме по -добро разбиране на факторите, които могат да повлияят на точността на размерите на 3D отпечатаните бързи прототипи, нека да проучим някои ефективни стратегии за осигуряване на точни и надеждни резултати.
Изберете правилната технология и материал на принтера
Първата стъпка за осигуряване на точността на размерите на 3D отпечатаните бързи прототипи е да изберете правилната технология и материал за принтер за конкретното приложение. Помислете за изискванията на прототипа, като неговия размер, сложност и механични свойства, и изберете технология и материал на принтера, които могат да отговарят на тези изисквания.
- Оценете възможностите на принтера:Различните технологии за 3D печат имат различни възможности и ограничения, когато става въпрос за точност на размерите. Преди да изберете принтер, оценете неговите спецификации, като например височината на слоя, разделителната способност и точността, за да сте сигурни, че той може да отговори на изискванията на прототипа.
- Изберете подходящия материал:Материалът, използван в 3D печат, може да окаже значително влияние върху точността на размерите на прототипа. Изберете материал, който има ниска скорост на свиване, добра термична стабилност и подходящи механични свойства за специфичното приложение. Помислете за фактори като здравината, твърдостта, гъвкавостта и издръжливостта на материала, когато избирате материал.
Оптимизирайте процеса на печат
След като сте избрали правилната технология и материал на принтера, следващата стъпка е да оптимизирате процеса на печат, за да се гарантира точността на размерите на прототипа. Това включва регулиране на различни параметри на печат, като температура на печат, скорост и височина на слоя, за да се постигнат най -добрите възможни резултати.
- Калибрирайте принтера:Преди да отпечатате прототипа, е важно да калибрирате принтера, за да се гарантира, че той е точно калибриран и подравнен. Това включва калибриране на плочата за изграждане на принтера, екструдера и осите, за да се гарантира, че те са на равни и успоредни.
- Регулиране на параметрите на печат:Параметрите на печат, като температурата на печат, скоростта и височината на слоя, могат да окажат значително влияние върху точността на размерите на прототипа. Експериментирайте с различни параметри на печат, за да намерите оптималните настройки за използваната специфична технология за материали и принтер.
- Използвайте структури за поддръжка:Структурите за поддръжка са временни структури, които са отпечатани заедно с прототипа, за да осигурят подкрепа за надвеси, мостове и други предизвикателни функции. Използвайте структури за поддръжка, когато е необходимо, за да гарантирате точността на размерите на прототипа. Въпреки това, внимавайте да не използвате твърде много поддържащи структури, тъй като те могат да бъдат трудни за премахване и могат да оставят маркировки на повърхността на прототипа.
Дизайн за 3D печат
Дизайнът на прототипа също може да играе решаваща роля за осигуряване на точността на размерите на 3D отпечатаната част. Следвайки някои основни принципи и указания на дизайна, можете да оптимизирате дизайна на прототипа за 3D печат и да сведете до минимум риска от изменения на размерите.
- Опростете дизайна:Сложните дизайни със сложни детайли и функции могат да бъдат по -предизвикателни за отпечатване точно и може да изискват допълнителни структури за поддръжка или модификации на дизайна. Опростете дизайна на прототипа колкото е възможно повече, за да намалите сложността на процеса на печат и да подобрите точността на размерите.
- Използвайте подходящи отклонения:Допустимите отклонения са допустимите вариации в размерите на прототипа. Когато проектирате прототипа, посочете подходящи отклонения въз основа на изискванията на приложението и възможностите на използваната технология за 3D печат. Това ще помогне да се гарантира, че крайната част отговаря на необходимите спецификации.
- Тест и повторение:Преди да отпечатате окончателния прототип, добре е да отпечатате тестова версия на частта, за да проверите за някакви измерения или проблеми с измеренията. Използвайте тестовия печат, за да идентифицирате всички области, които се нуждаят от подобрение, и направете необходимите модификации на дизайна. Наставете върху дизайна, докато не постигнете желаната точност на размерите.
Контрол и проверка на качеството
В допълнение към избора на правилната технология и материали на принтера, оптимизиране на процеса на печат и проектиране за 3D печат, също така е важно да се приложи процес на контрол на качеството и проверка, за да се гарантира точността на размерите на 3D отпечатаните бързи прототипи. Това включва използване на различни инструменти и техники за измерване за проверка на размерите на прототипа и идентифициране на всички отклонения от спецификациите на дизайна.
- Използвайте инструменти за прецизно измерване:Инструменти за прецизно измерване, като шублери, микрометри и координатни измервателни машини (CMM), могат да се използват за точно измерване на размерите на 3D отпечатания прототип. Тези инструменти могат да осигурят високо точни измервания и да помогнат за идентифициране на всякакви изменения или проблеми с измеренията.
- Извършете визуална проверка:Визуалната проверка е прост, но ефективен начин да проверите за очевидни дефекти или проблеми в 3D отпечатания прототип. Потърсете признаци на изкривяване, напукване или други дефекти, които могат да повлияят на точността на размерите на частта.
- Провеждане на функционално тестване:Функционалното тестване включва тестване на прототипа, за да се гарантира, че той отговаря на предвидените функционални изисквания. Това може да помогне да се идентифицират всички проблеми с точността на размерите на частта, която може да не е очевидна от визуална проверка или измерване.
Заключение
Гарантирането на точността на размерите на 3D отпечатаните бързи прототипи е критичен аспект на процеса на разработване на продукта. Разбирайки факторите, които могат да повлияят на точността на размерите, избора на правилната технология и материал на принтера, оптимизиране на процеса на печат, проектиране за 3D печат и прилагане на процес на контрол на качеството и проверка, можете да постигнете точни и надеждни резултати. Като водещ доставчик на бързо прототипиране на 3D печат, ние имаме опит и опит, за да ви помогнем да гарантирате точността на размерите на вашите прототипи. Ако имате въпроси или се нуждаете от помощ с вашия 3D печат, моля, не се колебайтеСвържете се с нас за обществени поръчки и договори. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да оживим вашите идеи.
ЛИТЕРАТУРА
- Gibson, I., Rosen, DW, & Stucker, B. (2010). Адитивни технологии за производство: Бързо прототипиране на директно цифрово производство. Springer Science & Business Media.
- Hopkinson, N., Hague, R., & Dickens, PM (2006). Бързо производство: индустриална революция за дигиталната епоха. Уайли.
- Wohlers, T., & Gornet, P. (2016). Wohlers Report 2016: 3D печат и добавяне на производствено състояние на индустрията. Wohlers Associates.
