עיצוב FDM Parts עבור האסיפה הקלה ותחזוקה בפרויקטים הנדסיים

מודל ייצור מודרך (FDM) התפתח מכלי ייצור מהיר לתוך שיטת ייצור תוספת של תוספת של תוספת של ייצור המשמש על פני שטח, רכב, מכשירים רפואיים, ומוצרי צרכנים.מהנדסים מסתמכים יותר ויותר על FDM עבור חלקים בשימוש קצה, ג'יגס, תיקונים, ורכיבי חילוף מהירים.עם זאת, הערך האמיתי של חלק FDM יקר הוא הבין רק כאשר ניתן להרכיב, לפרק ביעילות, לאסטרטגיות מורכבות, לכיסוי של מוצרים מהירים, עיצוב, או לשיטות, או לכיסוי מהיר, או לכיסוי, כלומר, כלומר, כלומר, על פני הגדרות מהירות, עיצוב, או לכיסוי מהיר, או לכיסוי מהיר, כמו גם על פני הגדרות מהירות, כמו גם על פני זמן, עיצוב.

עקרונות יסוד לתכנון אסיפות-ידידותי FDM

עיצוב ידידותי לאסיפה מתחיל זמן רב לפני המדפסת שכבה את ההחלטה הראשונה של כל עיצוב - עובי קיר ועד אוריינטציה חלקית - מקטין רכיבים מתאימים יחד וכמה טוב הם יכולים להיות ממוחזרים מאוחר יותר.

המונחים: Layer Adhesion

חלקי FDM הם אנטרופיה מטבעו: הכוח שלהם חלש ביותר לאורך Z-axis (בין שכבות) עבור תכונות ההרכבה כגון: התאמות, שילובים מעוות, או היערכות היערכות, או להקל על החלק כך תכונות אלה מודפסות במטוס XY או perpendicular בכיוון הבנייה.

ניהול קליר וסובלנות

הדפסה FDM מציגה וריאציות ממדיות עקב התרחבות תרמית, רוחב חדירה, וקירור.עבור האסיפה אמינה, החלת:0clearance FitFLT:1 במקום לחץ או הפרעה מתאימה אלא אם כן עיבוד של 3:3 מתוכנן.כלל כללי: עבור peg-and-hole ספציפי, להוסיף ניקוי של 0.2-0.4 מ"מ על כל צד (0.4-08 מ"מ) בהתאם ל-230 מעלות צלזיוס, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לא ניתן לתקני תצוגה של מנגנונים אופייניים, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לא ל-41, כלומר, כלומר, לא לתקני הדפסה, לא ל-41, לא ל-41, לא ל-41, לא ל-0.1 מעלות, לא ל-0.1 מעלות.

תכונות Alignment

מיסקביג'מנט במהלך ההרכבה הוא מקור עיקרי של זמן מבוזבז וחלקים שבורים.שלבים את התכונות של FLT:0alignment featuresFLT:1 אשר להנחות חלקים לתוך אוריינטציה נכונה מבלי לדרוש את המאסף להחזיק רכיבים מרובים יציבים.

  • Chamfers ו- Lead-in Tapers על תכונות זכר (pins, tabs) כדי להדריך עצמי לתוך מקלטים נשיים.
  • ממטמת אבני דום או מפתחות מלבניים יחד עם חריצים; להבטיח את עומק החריץ הוא מעט גדול יותר מאשר גובה הסיכות כדי להימנע מלמטה.
  • חורים אסימטריים או קיצוץ לא-צירי המונע מ-180° התאספות לאחור.
  • משטחים שטוחים או רפאות רדודה כי חלקי אינדקס אחד נגד השני לפני מוכנסים ממריצים.

שילוב מהיר וחיבור עיצוב

באמצעות מחברים סטנדרטיים לחסוך זמן ומבטיחה תיקון חלקי FDM יכולים לקבל מגוון רחב של ממריצים, אבל העיצוב חייב לקחת בחשבון את מגבלות המצטפות והכוח של הפלסטיק.

המונחים: Heat-Set

(לחיבורים שיוטלו שוב ושוב (למשל, לוחות גישה, כיסויי סוללה), (FLT:0)bras חום-set addsFLT:1) הם תקן הזהב.עיצוב כיס עם בוס סביב החור: קוטר כיס טיפוסי שווה להוסיף קוטר חיצוני + 0.1 מ"מ התערבות, עומק שווה להוספת 1 מ"מ עבור כלי ההזרקה.

Snap-Fit Joints

(Sna-fits) מאפשר איסוף ללא כלי והם אידיאליים עבור מוצרי צרכנים, מחסנים וחומרה מודולרית.עיצוב קיבולת של קיבולת ריצוף כמו קרן קבועה-width עם יחס אורך-לצמצם של לפחות 10:1 כדי למנוע מעל מחזור של X-הטווח של X-out-a-a-to-to-to-ample-to-pam (כלומר, עבור t-pam-p1, ללא תשלום) של 0.

מהירי אורח חיים ו- Living Hinges

בעת שימוש אגוזים ובריחים, עיצוב מלכודות אגוזי אגוזי יין השבויים המחזיקים את אגוזי האגוז במקום במהלך השחיקה.המלכודת צריכה להיות כיס hexagonal מעט מתחת לגודל (0.1–0.2 מ"מ בצד) כך שעיתונים אגוזי אגוזי אגוזי ב.מנעו מחזורים קטנים מתחת לאגוז עבור חוטי ה- PLA כדי לצאת.

עיצוב תחזוקה ואכזבה

תחזוקה היא לעתים קרובות מחשבה על עיצוב FDM, אך היא משפיעה ישירות על העלות הכוללת של הבעלות.חלקים שלא ניתן בקלות שירות בקלות הם מפורקים מוקדם, יצירת פסולת ועלויות החלפת.

אדריכלות מודולרית

לשבור את האסיפות לתוך ‪FLT:0 â € ¢-replaceableמודולים FLT:1 לדוגמה, הזרוע הרובוטית, לעצב את מנגנון התופס כמודול נפרד המצורף עם ארבעה ברגים במקום לשלב אותו לתוך הגוף הראשי של הזרוע.זה מאפשר ללסות או מנועים להחלפה ללא הסרת הזרוע מן הבסיס. השתמש בדפוסי הגדלה סטנדרטיים (למשל, עם 20 מ"מ"מ עם מודולים) עם מודולים חלופיים (מ"מ"מ"מ"מ) עם מודולים).

נגישות ופתרון כלים

מניחים מהרצים כך שהם יכולים להגיע עם כלים סטנדרטיים (מפתחי ה-hex, פיליפס בורגרנים, נהגים שקעים) להימנע ממברגים נצנצפים עמוק יותר מ 2× קוטר מהיר ללא משפך גישה רחב. עבור ברגים בכיסים עמוקים, להוסיף ערוץ זוויתי (45 מעלות) בצד אחד כדי לאפשר לנהג להיכנס.

ללבוש אינדיקטורים ועיצוב אפשרי

שילוב אינדיקטורים חזותיים או tactile ללבוש על חלקים הצפויים לזלזל.לדוגמה, משטח שיח או נושא יכול להיות גרבוב קטן כי, כאשר שחוקים חלק, אותות החלפת.חול עיצוב כריות כי הברוטים על המבנה הראשי יכול להיות מוחלף בנפרד, ולא להחליף את כל הדיור. עבור ממשקי חיכוך גבוה, להשתמש בחומר שונה (למשל, דיור, לעומת ניילון) במקום בקרה על מנת לפשט את כל החילוף את כל השטח.

בחירה חומרית לאסיפה ותחזוקה

בחירת ה-Filament משפיעה ישירות על האופן שבו חלק מתנהג במהלך ההרכבה (גמישות, כוח חוט) ובמהלך חיי השירות שלו (creep, התנגדות כימית, יציבות UV).

PLA

הטוב ביותר עבור אבטיפוס נמוך, לעג חזותי, ותיקון קצר ימים. PLA הוא שרוף, נוטה לזחול תחת עומס מתמשך, ו degrads תחת UV. להימנע משימוש PLA עבור התאמות, קשרים מעווטים, או כל חלק אשר יהיה לפרק יותר מפי שניים.טמפרטורת המעבר הנמוכה שלה זכוכית (60 מעלות צלזיוס) פירושה רכך במכוניות חמות או מנועים ליד.

PETG

איזון טוב לחלקים פונקציונליים הדורשים עמידות בינונית והתנגדות כימית.PETG הוא פחות מ PLA ויש לו יותר דבקות בין-שכבות.זה יכול לקבל הוספת חום ועבודות טובות עבור התאמתי אם הזנים נשמר מתחת 4%. עם זאת, PETG יכול להיות מסובך; לאחר עיבוד (ומזה, קידוח) עשוי להיות נדרש עבור חורים מדויקים.

ASA ו- ABS

ASA היא UV עמידת ומכנית דומה ל- ABS.שניהם מצוינים לסביבות בחוץ או בטמפרטורה גבוהה (עד -85 ° C ל- ABS, -95 °C עבור ASA) יש ארוכות גבוהה (~20%) מה שהופך אותם אידיאליים עבור התאמות וחלקים שרואים צ'ילה חוזרת / דיסקרטית חלקה יכול לשפר פני השטח ואת הדיוק, אבל להיות מודע תכונות אדפטומטיות במקצת.

Polycarbonate (PC) ו- PC-Blends

עבור ניגודים כבדים, PC מציע כוח השפעה גבוהה והתנגדות חום (- 110 מעלות צלזיוס) קשה להדפיס (טמפרטורה גבוהה ללא סחרחורת, עזרי חתיכה מיטה) אבל מניב חלקים מאוד עמידים. השתמש במחשב עבור שילובים מכווצים בחיבורים נושאי עומס, ג'יגים כי הם מכופרים או מחוספסים, וחלקים כי חייב לשרוד מחזורי תחזוקה חוזרים ונשנים כמו סוללות מחשב.

ניילון (PA) ו-TPU

ניילון הוא קשוח ועמיד פנים, מצוין עבור הילוכים, שיחים, ומנגנוני סלפטציה.זה סופג לחות, אחסון יבש כל כך חיוני. TPU (מכומפלקס) משמש עבור צינורות, מלחי רטט, ו hingingings.n לא הדפסה חומר עם דיוק גבוה, אז עיצוב ניקוי נדיב (0.5 מ"מ) עבור איסוף, לשקול שימוש ב-Kirs עם שקופיות חומר כדי להחזיק את ה- kird.

הצעות ל-Processing Assembly Fit

גם עם עיצוב זהיר, הדפסי FDM לעתים קרובות דורשים עיבוד לאחר כדי להשיג את הסובלנות הנדרשת עבור ההרכבה חלקה.

אימון ושיקום

הדפסה מתחת חורים (על ידי 0.2-0.3 מ"מ) ולאחר מכן קידוח או ראם לקוטר הסופי.זה מסיר את חוסר עקביות השכבת ריבונית ומייצרת נשא נקי, צילינדרים עבור נושאים או סיכות. השתמש בפיסות קידוח חד ואט כדי להימנע מלמס את הפלסטיק. עבור חורים מחוטפים, להדפיס חור קטן יותר מאשר גודל הברז, ולאחר מכן הקש באופן ידני (נקודת שימוש עבור חורים).

חולות ומשטח Smoothing

משטחים חול על בלוק שטוח (באמצעות 180-320 גריט) כדי להסיר את רגלו של פיל ואת שכבת ridges. עבור ממשקי שקופיות-fit, להשיג גסות פני השטח של Ra 3 μm או טוב יותר על ידי רטוב עם 600 grit. Chemical חלקה (למשל, acetone vapor עבור ABS, ethyl aceate עבור PG) יכול להפחית חיכוך בהתאם תכונות הרק.

טיפול חום ואנליז

חלקי PLA או PETG יכולים להגדיל את התגבשות ואת עמידות החום, אבל חלקים בדרך כלל מכווץ 1–3%.אם אתה נינלי, להבטיח שהחלק הוא מוגבל לתיקון כדי לשמור על ממדים קריטיים.Annaled PLA הוא נוקשה יותר ועמיד יותר מבחינה כימית, אבל גם יותר מתפתל; איסוף בדיקה מתאים לפני ואחרי אנמנלינג.

עיצוב לדיסקמבול (DfD) בפרוייקטים FDM

דיסמברלי הוא חשוב באותה מידה כמו הרכבה עבור תחזוקה, תיקון, וסיום של מחזור חיים.

  • (ב) [הדברים]] [היהודים, הברורים, קליפים] במקום הדבקים או התקני התקשורת הדורשים הרס כדי להסיר.
  • (ב) ,0) עיצוב זמין נקודות שחרור: עבור התאמות, כולל מרווח קטן או נקודת משיכה ליד מנעול להוסיף מברג שטוח.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Create Service DocumentsFLT:1 הכולל תצוגות התפוצצות, ערכי מומנט מהירים, ומרווחי תחזוקה המומלצים. Embed a QR קוד על בתוך פאנל כיסוי המקשר למדריך השירות.

בדיקות ותכונות תחזוקה

Prototyping עם FDM מאפשר השקיה מהירה של תכונות הרכב.לפני סיום עיצוב, לבצע בדיקות אלה:

  • (ב) [ה]: [ה], [ה], [ה], [ה], [ה],] [ה], [ה], [ה],] [ה],] [ה], [ה], [ה], [ה],], [התחילה] [ה]] [ה] [ה] [ה]]] [התחילה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]]]] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]] [ה] [ה] [ה]]]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]]]]]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה] [ה]]]]] [ה] [ב[[ה] [ה] [ה]]]]]]]] [ה] [ב[[ה]]]] [ה] [ה
  • (ב) [ה]: [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה],] [ה], [ה],] [ה]]]], [ה], [ה], [ה], [ה]]], [התחילה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]]] [ה] [ה]] [ה]]]]] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה] [ה[ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה] [ה]]] [ה] [ה]]]]] [ה] [ה] [ה[ה[ה] [ה]]]]]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]]]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה[ה[ה] [ה] [ה]]]]]]]]]]]]]]]]]] [ה[ה[
  • (FLT:0) מבחן ההרכבה של קק"ל:1: להרכיב ולפרק את החלק 20 פעמים כדי לדמות מחזורי תחזוקה.חפש סדקים, ללבוש או עיוות על תכונות התאמה והתאמה.
  • (ב) ,0) מבחן סביבתי (Environmental testFLT:1: לחשוף את ההרכבה לטמפרטורות ולחות צפויות קיצוניות (למשל, 60 מעלות צלזיוס, 95% RH) והערכה חוזרת מתאימה.

תגית: Modular Robot Arm End Effector

צוות הנדסי עיצב אפקט קצה FDM עבור רובוט שיתופי.הם הגישו את העקרונות לעיל: הלסתים של התופס היו מודולים נפרדים המצורפים עם M3 ברגים לתוך שילובי חום פליז (גוף PETG) Alignment היה מובטח על ידי מפתח מלבני וכיס עם 0.3 מ"מ קשיחות ניהול כבל מותאם אופקית, תוך שימוש 30% ב 3pG למחזורים כדי לעמוד על מחזורי CNC2G).

כלי תוכנה עבור Assembly-Aware FDM Design

(ה) השתמשו בכלים של CAD עם ניתוח סובלנות מובנה ויכולות אנימציה.FLT:0) Autodesk Fusion 360cioFLT 1 ו-FLT:2SolidWorksssveFLT 3: מאפשר לך להגדיר להקות והפרעות בדיקה כמעט.עבור ניתוח מתח ספציפי FDM, השתמש ב-FLT:4Simpls3DFLT:5 סימולציה או סימולציה של 2.

מסקנה

תכנון חלקי FDM עבור הרכבה קלה ותחזוקה הוא לא לאחר מחשבה - זוהי החלטה אסטרטגית כי להפחית עלויות הייצור, לשפר את האמינות השדה, מרחיבה את חיי המוצר. על ידי יישום העקרונות המפורטים כאן - עיצוב תוכנה, סובלנות נאותה, שילוב מהיר אסטרטגי, אדריכלות מודולרית, ובחירת חומרים המותאמים לסביבה הסופית - engineers יכול ליצור רכיבי FD כי ביצועים כמו גם מכונות, בעוד דרישות מהירות של זמן ניהול, שמירה על עלויות ייצור הראשון, עיצוב, תכונות ניסיון, עיצוב, החלת משאבים מוכחות, עיצוב, עיצוב, עיצוב, עיצוב, עיצוב, עיצוב, כמו גם תכונות שירות מדידה, עיצוב, עיצובית, עיצובית, עיצובית, החלת, החלת, החלת, עיצובית, החלת, עיצובית, החלת, החלת, עיצובית, עיצובית, טיפול יעיל של ציוד מוקדם של זמן רבודה, מודלים ראשוני של ציוד ניהול ציוד ייצור.