Egy robotikai csapat jó prototípust kap ki a nyomtatóból. Harmadik-negyedik szétszedéskor elpattan egy kapocs, csavarlyuk csíkok, vagy repedés jelenik meg a házon. A tételt újra kell nyomtatni. A legtöbb esetben nem a nyomtató az igazi tettes. A robotalkatrészek 3D nyomtatási anyagait egyszerűen nem választották ki az ismételt össze- és szétszereléshez.
Ez az útmutató megvizsgálja, hogy valójában mely anyagok élik túl a gyakori kezelést, milyen kérdéseket érdemes feltenni, mielőtt döntene, valamint azokat a tervezési részleteket, amelyek különbséget tesznek a tartós és a korán meghibásodott alkatrész között.
Miért nehéz a gyakori összeszerelés a 3D nyomtatott alkatrészeken?
Minden szétszerelés megterheli az alkatrészt. A kapcsok meghajlanak, a menetek forgatónyomatékot vesznek fel, a lyukak látják a beillesztési erőt, és a burkolatok megdörzsölődnek vagy kopognak. Az adatlapon szereplő nagy szakítószilárdság nem jelenti automatikusan azt, hogy az alkatrész több tucat ciklust is túlél. A szívósság, a fáradtságállóság és a kopásállóság sokkal fontosabb.
Az első összeállításkor merevnek és erősnek tűnő anyag még mindig megrepedhet vagy gyorsan elkophat, ha alacsony a nyúlása, vagy gyenge az ismétlődő igénybevétellel szembeni ellenállása. Ez az oka annak, hogy sok csapat rájön, hogy az "erős" gyanta vagy az alap PLA meghibásodik, miközben a keményebb nejlon tovább működik.
A fő anyagok, egyszerűen elmagyarázva
Nylon (PA12 / PA11)
Általában az első választás az olyan alkatrészekhez, amelyeket gyakran szétszednek. Hasznos kombinációját kínálja a szívósságnak, a kopásállóságnak és a kellő mennyiségnek ahhoz, hogy elnyelje az ismételt hajlítást. Mennyire erős a PA12 nylon? Elég erős számos funkcionális robotalkatrészhez, miközben sokkal elnézőbb marad, mint a törékeny gyanták ciklikus terhelés alatt.
Üveggel töltött vagy szénnel töltött nylon
Merevebb és méretstabilabb. Alkalmas szerkezeti keretekhez vagy alkatrészekhez, amelyeknek meg kell tartaniuk alakjukat terhelés alatt. A kompromisszum a kisebb ütésállóság – a töltött minőségek könnyebben megrepedhetnek éles hajlítás vagy leejtés hatására.
Kemény/mérnöki gyanták
Jobb részlet- és felületminőség. Alkalmas olyan megjelenésű alkatrészekhez vagy alkatrészekhez, amelyeket csak alkalmanként lehet szétszerelni. Általában hiányzik belőlük a nejlon hosszú távú kifáradása, amikor a ciklusszám emelkedik.
TPU és rugalmas anyagok
A legjobb a markolatokhoz, lökhárítókhoz, tömítésekhez és feszültség-mentesítő funkciókhoz. Elnyelik az energiát, ahelyett, hogy merev házakba vezetnék.
Fém (alumínium, rozsdamentes acél)
Ott használatos, ahol nagy a terhelés vagy a meneteknek sok ciklust kell túlélniük. A fémbetétek vagy teljesen fém elemek megoldják azt a gyakori problémát, hogy a műanyag szálak már néhány használat után lecsupaszodnak.
Gyors gyakorlati összehasonlítás:
Szívósság és fáradtságállóság: a töltetlen nylon általában vezet
Kopásállóság: a nylon és a töltött nylon általában felülmúlja a legtöbb gyantát
Részlet- és felületminőség: a gyanta általában jobb
Legjobb az ismételt összeszereléshez: töltetlen vagy enyhén módosított nylon a legtöbb esetben
5 kérdés, amit fel kell tenni a választás előtt
Hányszor fogják ezt az alkatrészt össze- és szétszerelni egy normál évben?
A fő terhelés feszültsége, ütése, állandó nyomása vagy kombinációja?
Az alkatrész tiszta laborban, üzlethelyiségben vagy forró és párás környezetben fog élni?
A menetek közvetlenül a műanyagba mennek, vagy fémbetéteket használnak?
A mennyiség néhány prototípus vagy több száz gyártási darab?
Ez az öt kérdés általában gyorsan kiküszöböli a rossz anyagokat, és megelőzi a leggyakoribb korai hibákat.
Tervezési és folyamatrészletek, amelyek meghosszabbítják az élettartamot
Használjon hőre beállított vagy ultrahangos fémbetéteket minden újrafelhasználandó rögzítéshez. A közvetlenül nyomtatott műanyag szálak ritkán tartósak.
Sűrítse meg a klipek gyökerét, és adjon hozzá nagy sugarakat a stresszkoncentráció csökkentése érdekében.
A szívósságot igénylő funkcionális, teherhordó alkatrészekhez előnyben részesítse az MJF vagy SLS nylont. Tartson szívós gyantát a nagy részletgazdagságú vagy alacsony ciklusú alkatrészekhez.
Fontolja meg a könnyű megmunkálást vagy a felületkezelést a kopásálló felületeken.
Tartsa egyenletes falvastagságot, és kerülje az éles belső sarkokat, amelyek repedéseket okoznak.
Az anyagválasztás és a geometria együtt működik. Egyik a másik nélkül továbbra is sebezhetővé teszi a részt.
Az eset pillanatképe: a korai kudarcok megállítása
Az egyik robotikai projektben a házak és a kapcsok már néhány szétszerelési ciklus után meghibásodtak – a törött reteszek és a lecsupaszított lyukak voltak a visszatérő problémák. A csapat a kritikus részeket keményebb nejlonra cserélte, a rögzítési pontokat fémbetétekkel egészítette ki, és módosította a klip geometriáját, hogy csökkentse a csúcsfeszültséget. Az új alkatrészek sokkal több összeszerelési ciklust túléltek a korábbi meghibásodási módok nélkül. A fejlesztés folytatódhatna ahelyett, hogy az állandó újranyomások megszakítanák.
Miért dolgozzon olyan gyártóval, aki érti a robotalkatrészeket
Az a beszállító, aki rendszeresen gyárt funkcionális robotalkatrészeket, tudja, mi a különbség az első illesztéskor jól kinéző és az ismételt kezelés után is működő alkatrész között. A hasznos jelzések közé tartoznak a következetes anyagtételek, az áttekinthető dokumentáció, a mintákból kis szériás vagy nagykereskedelmi 3D nyomtatott nejlon alkatrészekké való átállás, valamint a betétek és a várható ciklusélettartam megvitatására való hajlandóság.
A robotalkatrészek vagy egyedi robotalkatrész-gyárak 3D-nyomtatására képes gyártója megkérdezi az összeszerelés gyakoriságát és a terhelés típusát, mielőtt anyagot ajánlana. Az MJF 3D nyomtatási szolgáltatást Kínában kínáló, valódi robotikai tapasztalattal rendelkező szolgáltatók gyakran jó pozícióban vannak mind a gyors prototípusok, mind a későbbi mennyiségi konzisztencia szempontjából. A robotizáláshoz használt tartós 3D nyomtatási anyagokkal és a gyakori összeszereléshez szükséges 3D nyomtatott alkatrészekkel kapcsolatos tapasztalat értékesebb, mint az általános nyomtatási kapacitás.
GYIK
K: Mi a legjobb 3D nyomtatási anyag a gyakori összeszerelést igénylő robotalkatrészekhez?
V: A legtöbb esetben egy szívós nylon (PA12 vagy hasonló) biztosítja a legjobb egyensúlyt a tartósság, a kopásállóság és a költségek között az olyan alkatrészek esetében, amelyeket többször szétszerelnek és összeszerelnek.
K: A 3D nyomtatott műanyag menetek képesek kezelni az ismételt csavarozást?
V: A közvetlenül nyomtatott műanyag szálak általában korlátozott ciklusok után kopnak vagy csíkozódnak. A fémbetétek a megbízhatóbb megoldás, ha egy rögzítőelemet gyakran újrahasználnak.
K: Jobb a nylon, mint a gyanta a robotalkatrészek mozgatásához?
V: Az ismétlődő hajlítási, ütési vagy összeszerelési ciklusokat mutató alkatrészek esetében igen. A nylon általában jobb szívósságot és fáradtságállóságot biztosít. A gyanta előnyösebb, ha a finom részletek vagy a felületkezelés az elsődleges, és a ciklusszám alacsony marad.
K: Szükségem van fémbetétekre a 3D nyomtatott robotalkatrészekben?
V: Ha az alkatrészt néhányszor többször össze- és szétszerelik, a menetes csatlakozásokhoz erősen ajánlott a betétek használata.
K: Hányszor lehet egy 3D nyomtatott alkatrészt össze- és szétszerelni?
V: Anyagtól, geometriától és terheléstől függ. Egy jól megtervezett nylon alkatrész megfelelő betétekkel több tucat-száz ciklust is túlélhet; egy törékeny műgyanta alkatrész egy számjegyben meghibásodhat.
K: Készíthet kis tételeket vagy nagykereskedelmi rendeléseket egyedi 3D nyomtatott robotalkatrészekből?
V: Igen. Egy megfelelően felszerelt beszállító konzisztens anyag- és folyamatszabályozással támogatja a prototípus mennyiségeket és a folyamatos kis-közepes gyártást.
A megfelelő 3D-nyomtatási anyagok kiválasztása a robotalkatrészekhez nem annyit jelent, hogy megtaláljuk a legerősebb megoldást, hanem sokkal inkább a szívósság, a kopási viselkedés és a rögzítési mód a tényleges összeszerelés gyakoriságához igazodva. Amikor az anyag, a geometria és a folyamat összeáll, az alkatrészek a harmadik lebontás után abbahagyják a meghibásodást, és a megszakítás helyett elkezdik támogatni a fejlesztési ciklust.
Ha vannak rajzai, világos leírása az alkatrészek szétszedésének gyakoriságáról és a működési környezetről, ossza meg őket anyagajánlatért és árajánlatért. Egy rövid műszaki áttekintés általában elegendő a leggyakoribb ismételt összeszerelési hibák elkerüléséhez.