Neden FDM Durability Ağır Makinelerde Önemlidir
Ağır makineler en çok cezalanan ortamlarda çalışır. Boşanmış halılar, madencilik kamyonları, tarımsal ekipman ve endüstriyel basınlar sürekli titreşime, etkiye sahip yüklere, tozlara, aşırı sıcaklık hızlarına ve hidrolik sıvılara maruz kalmalarına ve yağlara maruz kalmalarına izin verir. On yıllardır, bu ekipman için yedek parçalar metalden ya da şarj haftalarını beklemek anlamına gelir. F used Deposition Modelleme (FDM) bu denklemi değiştirdi, mühendisler bu fonksiyonun sonunda kullanım alanlarının -jigs, fikstürleri, kapakları, kapakları ve hatta yük devreleri - aylar yerine günler boyunca.
Ancak, sekiz saat sonra başarısız olan bir kısım arasındaki fark ve sekiz bin saat hayatta kalan bir kısım, baskı iş akışının her aşamasında mühendislik kararlarını kasıtlı olarak ele almak için kapsamlı bir çerçeve sunar. ağır makineler için dayanıklı FDM parçaları oluşturmak malzeme bilimi, süreç optimizasyonu, katkı üretimi için tasarım (DFAM), ve post-işlemleme.
Industrial Loads için Gelişmiş Malzeme Seçimi
filament pazarı temel PLA ve ABS'nin çok ötesine geçti. Ağır makineler uygulamaları için malzeme seçimi mekanik güç, termal direnç, kimyasal uyumluluk ve kısmen maliyetle dengelenmelidir. Aşağıda, talep edilen ortamlar için uygun olan malzemelerin genişletilmiş bir bozulmasıdır.
Yüksek seviyeli mühendislik söndürücüler
[FONT:0)P Polikarbonat (PC)), optimal parametrelerle baskılandığında bazı alüminyum alaşımların bir miktar azaltımı sıcaklığında, PC, motor kıvrımları ve sıcak hidrolik hatları altında yapısal bütünlüğü korur.
[FONT=0)Carbon Fiber Donmuş Renkli[DÜT 1: 1) Kompozitler olağanüstü bir sertlikte bulunurlar ve boru fiberleri sabit yük altındayken modulusu arttırırlar.Bu malzeme yapısal para birimleri için idealdir.
[FONT=0)Polyetherimide (PEI / ULTEM)[FONT:0))Polyetherimide (PEI / ULTEM)[FONT:0))Polyetherimide (PEI / ULTEM)[FONT / ULTEM)[FONT=C) ve özel bir ısı çekme sıcaklığı ile 200 °C'nin üzerinde ısıtılması ve özel bir ısı gecikme sıcaklığının düşmesi için belirtilmiştir.
[FONT:0)Polypropylene (PP)) genellikle yapısal parçalar için göz ardı edilir, ancak yorgunluk direnci ve kimyasal inertness, canlılar için değerli hale getirir, tank parçaları ve batarya muhafazaları.Yeni cam dolu PP formülasyonları malzeme ve sosisleri korurken, mükemmel kimyasal direnci asitlere ve çözücülere karşı korur.
Malzeme Özellikleri Karşılaştırma Masa
Bir malzeme seçerken, mühendisler yayınlanmış veri çarşaflarına danışmalıdır ve kendi geçerliliğini yapmalıdır. Çekme gücü sadece döngü yükleme, etki veya ürpertici altında performansı tahmin etmez. ağır makine için öncelik:
- [FONT=0)Izod etkisi gücü (notated) 80 J /m üzerinde dinamik yükler için
- [0]HDT 1.8 MPa[[Dönetici: 1) İşletim ortamının üst ısı artı 20°C marjı üzerinde bulunan 20°C marjı
- [[0]Elongation at break[[Dönlendirme:0))En az% 5'i vizektominin altında vistre başarısızlıktan kaçınmak için
- [FONT:0)Chemical direniş[[[DÜT:1] hidrolik yağlara, dizele ve ekipmana özel olarak özel olarak,
Mekanik Dürüstlük için Baskı Parametreleri
En iyi filament bile baskı parametrelerinin Interkat içim ve boşluk azaltımı için aramadığı zayıf bir kısım üretecektir. Aşağıdaki parametreler dayanıklılık üzerinde en büyük etkiye sahiptir.
Katman Yükseklik ve Adhesion
İnce katmanlar birim yüksekliği başına bir üst katta çiftlik bağı sayısını arttırır, Z-simetri boyunca güç geliştirirler. İnşaat parçaları için, 0,15 mm'nin 0,3 mm'lik bir tabaka yüksekliğine 0,3 mm'lik bir uzunlukta ısıtılır. 0.10 mm'ye kadar ısınır, ancak üretkenliği azaltır. kritik faktör bozulmaz.
Depolamanın Ötesinde
50%'nin üzerindeki dolum yoğunluğu standart tavsiyedir, ancak dolum yüklerini deneyimleyen parçalar için, [[Pekizar veya triangular desenleri) Tamamlanan stres yönüne paralel olarak, tüm yönlerde izotropik güç sağlar ve hear yükleri iyi idare eder.For parts experience twist, rather.|air|size dayalı olarak üretilen parçalar için, kenarda üretilen parçalar için.
Sıcaklık Yönetimi
Nozzle sıcaklık, üretici versquo'nın üst sonuna kadar olmalıdır; ● Bilgisayar, dilim gibi polimer zincirini teşvik etmek için önerilen aralıklar. Yatak sıcaklığı, ilk katmanlı dekolmanını önlemek için yeterince yüksek olmalıdır, ancak yazıcınızın aktif bir muhafaza eksikliğini azaltmak için çok yüksek değildir.
Hızlı ve Soğutma
Yavaş baskı hızları, tipik olarak 30-50 mm / yapısal malzemeler için, tabaka bağlanması için daha fazla zaman izin verin. Bölüm soğutma fanları dikkatli kullanılmalıdır: PEI ve PC için, minimum veya hiç soğutma interkatmans için, orta fan soğutma deformasyonunu önler. İyi bir kural güçlü bir temel sağlamak için ilk 5-10 kattan soğutmayı önlemektir.
Katkı İmalatı için Tasarım (DFAM) Prensipleri
Başlangıçta makineli veya döküm olan bir parçası tasarlayın ve FDM'de aynı şekilde performans göstermesi başarısızlık için bir reçetedir. Katkı üretimi farklı geometrik stratejileri talep eder.
Anisotropy
FDM parçaları Z-y (kırıklar arasında) en zayıftır, böylece birincil yük yolu inşa plakaya paralel çalışır.Eğer bir para çekme deneyimi strese dikey olarak, inşa plakaya veya daha güçlü X-Y yollarına transfer eden özellikleri ekleyin.
Stres Yoğunluğu
Sharp internal köşeler, özellikle de döngüsel yükleme altında çatlaklar gibi hareket eder.ETHFLT:0)En az 2 mm) ile yüzeysel yüklemeler, vis ve gussetler dahil etmek için önemli ölçüde artan malzeme kullanımı veya baskı süresi olmadan.
Aklın ve Hızlıcılar
Doğrudan plastiklere baskı yapılır, ağır makinelerde toplanma ve reassembly için yeterince dayanıklıdır. Bunun yerine, cepler için tasarlayın:0) Kurun veya bir cıvata için bir delik tasarlayın.
Destek Yapı Stratejisi
Destekler yüzey kabalığı ve potansiyel zayıf noktaları terk eder. Tasarım, destek arayüzü ve yüzeyi arasında küçük bir boşluk tasarlayın ve temiz ayrılık için bir deburring aracı kullanın.
Üretim için Önlem Durability
Post-processing, prototipten üretime kadar baskılı bir parçası dönüştürür. Aşağıdaki teknikler endüstriyel ortamlarda hizmet ömrünü uzatmayı kanıtlanmıştır.
Termal Annealing
Annealing, kontrollü bir fırında 40 saat boyunca ısıtımı azaltıp,% 20-30 oranında azaltımı ve ısı çekme ısıtımı sıcaklığının artmasını sağlar.Çünkü ABS için eklenme ve kimyasal direnci azaltır.]
Impregnation and Infil
FDM parçaları, tabakalar ve yollar arasındaki mikroskobik boşluklara sahiptir.ETHFLT:0) Düşük ücretli (CA) yapıştırıcısı) Bu boşluklara wicks ve vakum altında çekme gücü azaltılabilir[DDDD) Yüzeye ve kapiller harekete geçmelerine izin verir; çoklu uygulamalar geri dönüşler için geri dönüşler için.
Vapor Smoothing
ABS ve onun karışımları için, bircetone buharı erimiş yüzey tabakalarına maruz kalmak ve onları sürekli bir kabuk haline getirmek.Bu, stres artışları olarak hareket eden ve kimyasal saldırıya karşı dirençli olan tabakaları ortadan kaldırır. Vapor pürüzsüzleştirici de yorgunluk hayatını arttırır çünkü yüzeyden çatlakları azaltır.
Kaplama ve Plating
Yüzey kaplamaları veya beton kaplamaları, bir kaplama katmanından sonra aşınmaya dayanıklı bir kaplama uygular.ETHFLT:0)İki bölüm poliurethane kaplamaları[Dönetici: 1) Mükemmel direnç ve UV stabilitesi sağlar. Elektroless nikel kaplama, bir boya tabakasından sonra FDM parçalarına uygulanabilir, aşınma ve ESD koruması için metal benzeri bir yüzey ekler.
Kalite Güvencesi ve Test Protokolleri
Dayanıklı parçalar iyi tasarımdan daha fazlasını gerektirir; doğrulama talep ediyorlar. Ağır makineler için aşağıdaki testleri ve denetim adımları uygulayın.
Boyutlu Muayene
Baskı ve işlemeden sonra, katlipers veya koordinat ölçüm makinesi (CMM) ile kritik özellikleri ölçerek, makul olmayan veya sabit olmayan yüzeyler için ±0.3 mm için plan oluşturun.
Mekanik Test
Üretim parçaları ile birlikte basılan örnek kuponların endüstriyel testleri malzeme özelliklerine güven sağlar. Yazdır ASTM D638 çekme barları ve aynı g-code ve filament parları kullanarak gerçek kısım olarak test edilir.If the parts, run aurigue testfatigue test
Çevresel Risk Testi
Hidrolik sıvısı, dizel veya soğutma makinelerinde 500 saat boyunca ameliyat sıcaklığında kullanılan testler, şişme ve mekanik özellikleri kaybı. Birçok mühendislik plastikleri nem ve plastikleştirin, sertlik azaltın.
Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları
Hidrolik Manifold Kapakları
Madencilik ekipmanları üreticisi, hidrolik manifoldlar için alüminyum kapakları CF-Nylon 3D-printed versiyonları ile değiştirdi. Baskılanan kapaklar% 60 daha az, vibrasyon iletimini ve enstood baskı artışlarını 350 bara kadar kullandı. anahtar% 55'te bir gyroid kullanıyor ve 6perimeter kabuk, artı ısı setleri yükseltildi.
Cam Roller Idler Brackets
Gıda sınıfı konveyör hattında, paslanmaz çelik paraları PEI (ULTEM) paraları ile değiştirildi. PEI parçaları 180°C lavabo döngüleri ve asit temizleme ajanlarını karşıladı ve tasarım tüm cıvata deliklerinde cömertçe dolumları içeriyordu. 3 saat boyunca 3 mm'de Annealing HDT'yi yıkamak için HDT'yi optimize etti.
Sarmal Dağı
İnşaat ekipmanı yeniden inşa edilen Seiko (thermoplastik poliurethane) baskılı kasılmaları izole etmek için baskılı bir süre kullandı.Hazets, 85A'nın bir taş sertliği ve dizel fumes ile baskı yaparak, 0.6 mm nozlu ve 0.2 mm tabaka yüksekliği ile baskı yaparak, gerekli sıkıştırma set direnişi elde etti.
Ağır Makine Parçalar için Maliyet Analizi
FDM'yi dayanıklı parçalar için benimsemek finansal anlamda olmalıdır. Aşağıda, bir makyaj kararında dikkate alınması gereken faktörler vardır.
- [FONT:0)Enventory taşıma maliyeti:[Dönetici: [Dönetici:0]On yıllardır yedek döküm veya makineli parçalar pahalıdır. FDM dijital envanter ve memser; talep üzerine baskı ve depolama alanı ortadan kaldırır.
- [[D:0)Lead zaman değeri:[Dönetici: [Dönetici: 0 $ 500 $ - 15 $ - 1,0 $ - 12 saat içinde bir yedek para birimini beklemek yerine 8 hafta boyunca bir döküm için bir primin yüksek maliyetinin haklı çıkmasına neden olabilir.
- [[Malzeme:0)Maliye maliyeti:[Dönetici: · 3,3 veya çelik artı işleme süresine kıyasla, FDM genellikle toplam maliyetin 60 / kg (CF-Nylon) $350 /kg (PEI) daha düşük hacimlerde bile kazanır.
- [FONT:0)Tooling ortadan kaldırılması: [Döntme:0) enjeksiyon kalıbı veya döküm kalıbı sıfır aracı yatırım anlamına gelir. 1 ila 100 parça arasında çalışır, FDM genellikle en düşük maliyetli seçenektir.
Üretim için en iyi uygulama Özetleri -Grade FDM Parçalar
- Operasyon sıcaklığı, kimyasal maruz kalma ve etki gereksinimlerine dayanan malzeme seçin; sadece çekme gücü değil.
- 4-6 perimeters ile yazdırın ve gyroid veya hizalayıcı desenleri kullanarak% 50'nin üzerinde dolum yoğunluğu.
- Yüksek performanslı malzemeler için 70.000C'nin üzerindeki kontrol odası sıcaklığı.
- Kuaförlerle tasarım, kaburgalar ve stres konsantrasyonlarını azaltmak için cömert radii.
- Depres bağlantıları için ısı setleri veya esir fındık kullanın.
- Yarı kristal malzemeler için Annealing; CA veya epoxy, porosity için kesintiye uğrama.
- Gerçek işletim koşulları altında kuponlar test etmek, sadece oda sıcaklığı değil.
- Doküman baskı parametreleri, malzeme çok sayıda sayı ve takip edilebilirlik için post-işlem adımları.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Ağır makineler için kalıcı FDM baskılı parçalar yaratmak artık teorik bir egzersiz değildir. Malzeme bilimi, yazıcı donanımı ve süreç kontrolü, en agresif endüstriyel ortamlarda hayatta kalan ve performans gösteren bileşenleri üretmek mümkün olmuştur. Başarı, her değişken vedash'u tedavi etmek için değildir; filament seçimi ve baskı parametrelerinden bir şekilde yönlendirme ve işleme ve işlemeye kadar; varsayılan bir ayardan ziyade kasıtlı bir mühendislik seçimine bağlıdır.
Baskılanan termoplastiklerin mekanik davranışını anlamak için yatırım yapan mühendisler, titiz bir şekilde test eden ve DFAM prensiplerini sürekli olarak kullananlar, FDM'nin prototyping romanty için güvenilir bir üretim aracı haline geldiğini bulacaklar.Süresel envanter maliyetleri giderek daha yüksek bir beceriye sahip olmak ve makinelerin hayatına sürekli olarak iyi bir şekilde yükseltebilme yeteneği.