Jak Projektować Modele Funkcjonalne pod Technologię Przyrostową FFF?

Jak Projektować Modele Funkcjonalne pod Technologię Przyrostową FFF?

Dzięki technologiom przyrostowym jesteśmy w stanie w stosunkowo krótkim czasie wykonać elementy funkcjonalne, które mogą stanowić uzupełnienie np. linii produkcyjnych. Niewątpliwą zaletą takiego podejścia, jest możliwość wykonania modelu w jednym procesie produkcyjnym (w jednej operacji), co znacznie obniża koszty wytwarzania i przyspiesza proces jego implementacji.

Odpowiedni dobór materiału
Szeroka gama dostępnych materiałów, pozwala na dokładne dopasowanie tworzywa do warunków pracy wykonanego komponentu. I tak np. materiał ABS znakomicie sprawdzi się w tworzeniu statycznych elementów konstrukcyjnych, nie narażonych na duże wibracje całego układu. Z kolei elementy wykonane z materiału ASA mogą być wykorzystywane na zewnątrz, ponieważ są odporne na warunki atmosferyczne (promieniowanie UV). W warunkach o wysokiej częstotliwości drgań mechanicznych układu, najlepiej zastosować materiał PA i PA z włóknem węglowym lub włóknem szklanym. Gdy wykonany komponent będzie wykorzystywany w warunkach o podwyższonej temperaturze, zaleca się jego wykonanie z materiału PEEK.

Projektowanie modeli CAD
Oprócz właściwego doboru materiałów do warunków w jakich będzie wykorzystywany finalny komponent, istotne jest właściwe projektowanie modeli CAD. Aby właściwie przygotować modele na potrzeby druku 3D, należy przestrzegać poniższych 7 zasad:
1. Projektuj model z uwzględnieniem płaszczyzny, na której będzie drukowany.
2. Unikaj projektowania ścian modelu zawieszonych w powietrzu i stosuj fazy, które wyeliminują generowanie podpór.
3. Elementy pasowne projektuj z naddatkiem ok. 0.4 mm.
4. Otwory w modelu projektuj zgodnie z narastaniem warstw podczas wydruku w osi Z.
5. Projektuj minimalne grubości ścianek, w wielokrotności średnicy dyszy drukującej – (dla standardowej dyszy 0.4 mm – minimalna grubość ścianki to kolejno: 0.4 mm, 0.8 mm, 1.6 mm).
6. Elementy nawisowe projektuj z pochyleniem 60 stopni.
7. Uwzględnij gabaryty modelu i wielkość komory roboczej drukarki 3D.

Generowanie G-Codu
Duży wpływ na żywotność i poprawną pracę drukowanego elementu, mają również parametry dobrane podczas generowania G-Codu (programu na drukarkę), którymi określamy cechy fizyczne modelu. Takimi parametrami są: gęstość wypełnienia, typ wypełnienia, grubość ścian modelu, itp.

Dobrym przykładem zastosowania funkcjonalnych modeli drukowanych w technologii FFF, może być projekt mocowania silnika pneumatycznego firmy SMC i stołu obrotowego. Projekt modelu CAD został przygotowany na potrzeby jego wykonania w technologii przyrostowej. W projekcie modelu wykonano mocowanie siłownika, mocowanie czujników krańcowych z możliwością ich regulacji, otwory umożliwiające zamocowanie modelu na linii oraz otwory na złącza pneumatyczne.


Rys. 1. Model mocowania siłownika pneumatycznego firmy SMC.


Rys. 2. Model CAD mocowania siłownika, projektowany pod technologie przyrostowe.


Rys. 3. Model CAD mocowania stołu obrotowego, projektowany pod technologie przyrostowe.


Rys. 4. Model CAD stołu obrotowego, projektowanego pod technologie przyrostowe.



Rys. 5. Gotowe modele prezentowane na targach FORMNEXT we Frankfurcie.

Konrad Kowalski
Technical Department Manager
Mechanical Engineer

Share this post