Hoe Ontwerpt men Functionele Modellen voor FFF-technologie?

Hoe Ontwerpt men Functionele Modellen voor FFF-technologie?

Met additieve technologieën (3D printen) kunnen we in relatief korte tijd functionele modellen creëren, die bijvoorbeeld productie kunnen aanvullen. Het onbetwiste voordeel van deze aanpak is de mogelijkheid om het model in één productieproces (in één bewerking) te maken, waardoor de productiekosten aanzienlijk worden verlaagd en het implementatieproces wordt versneld.

De juiste materiaalkeuze
Een breed scala aan beschikbare materialen maakt een best passende keuze van het materiaal mogelijk met betrekking tot de toepassing van het te produceren onderdeel. ABS is bijvoorbeeld perfect voor het maken van statische structurele elementen die niet worden blootgesteld aan hoge trillingen. Elementen gemaakt van ASA kunnen buitenshuis worden gebruikt, omdat ze zeer goed bestand zijn tegen weersinvloeden (UV-straling). In omstandigheden met een hoge frequentie van mechanische trillingen van bijvoorbeeld een machine, is het het beste om PA en PA met koolstofvezel of glasvezel te gebruiken. Wanneer het te produceren onderdeel wordt gebruikt in omstandigheden met een verhoogde temperatuur, wordt het aanbevolen om het te maken van PEEK.

Ontwerpen van het 3D CAD model
Afgezien van het kiezen van de juiste materialen voor de toepassing van het onderdeel, is het belangrijk om CAD-modellen goed te ontwerpen. Volg deze 7 regels om modellen voor 3D-printen goed voor te bereiden:
1. Houd bij het ontwerpen van een model rekening met het vlak waarop het zal worden geprint.
2. Vermijd bij het ontwerpen zoveel mogelijk haakse overhangende delen en gebruik afschuiningen die het genereren van ondersteuning tot een minimum te beperken.
3. Ontwerp samenwerkende elementen met ca. 0,4 mm toeslag.
4. Ontwerp de gaten in het model zoveel mogelijk in de richting van de laagopbouw tijdens het afdrukken op de Z-as.
5. Ontwerp dunne wanden, in veelvouden van de diameter van de printkop – (voor een standaard spuitmondje van 0,4 mm – de minimale wanddikte is achtereenvolgens: 0,4 mm, 0,8 mm, 1,6 mm).
6. Ontwerp overhangende elementen onder een hoek van max. 60 graden..
7. Houdt bij het ontwerpen rekening met de werkruimte van de beschikbare 3D printer.

Genereren van de G-Code
Parameters die zijn geselecteerd voor het genereren van de G-code (programma voor de printer), bepalen in hoge mate de fysieke eigenschappen van de 3D print. Ze hebben een grote invloed op de levensduur en de correcte werking van het geprinte element. Zulke parameters zijn onder andere: infill-dichtheid, type infill, wanddikte van het model, enz.

Een goed voorbeeld van het gebruik van functionele modellen die met FFF-technologie zijn geprint is een pneumatische motor van SMC met hierop een draaitafel gemonteerd. Tijdens het ontwerp van het CAD-model is rekening gehouden dat voor de productie van de onderdelen gebruik gemaakt zal worden van additieve productie technologie.


Figuur 1. Model van een SMC pneumatische actuator.


Figuur 2. CAD-model van de Actuator-opname, ontworpen t.b.v. additieve productie technologie.

 
Figuur 3. CAD-model van de draaitafel-opname, ontworpen t.b.v. additieve productie technologie.


Figure 4. CAD-model van de draaitafel, ontworpen t.b.v. additieve productie technologie.

 
Figure 5. Het samengestelde 3D geprinte product gepresenteerd tijdens FORMNEXT 2017 in Frankfurt.

Konrad Kowalski
Technical Department Manager
Mechanical Engineer

Share this post