Екип по роботика получава добър прототип от принтера. На третия или четвъртия път, когато го разглобят, щипка щраква, дупка за винт се премахва или в корпуса се появява пукнатина. Партидата трябва да бъде препечатана. В повечето случаи принтерът не е истинският виновник. Материалите за 3D печат за части на робота просто не са избрани за многократно сглобяване и разглобяване.
Това ръководство разглежда кои материали действително издържат на често боравене, въпросите, които си струва да си зададете, преди да решите, и детайлите на дизайна, които правят разликата между част, която издържа, и тази, която се поврежда рано.
Защо честото сглобяване е трудно на 3D отпечатани части
Всеки демонтаж натоварва частта. Щипките се огъват, резбите поемат въртящ момент, дупките виждат силата на вмъкване, а корпусите се натискат или чукат. Високата якост на опън в информационния лист не означава автоматично, че частта ще издържи десетки цикли. Издръжливостта, устойчивостта на умора и поведението на износване са по-важни.
Материал, който се чувства твърд и здрав при първото сглобяване, все още може да се напука или износи бързо, ако има ниско удължение или слаба устойчивост на повтарящо се натоварване. Ето защо много екипи откриват, че "силната" смола или основният PLA не работи, докато по-здравият найлон продължава да работи.
Основните материали, обяснени просто
Найлон (PA12 / PA11)
Обикновено първият избор за части, които често ще се разглобяват. Той предлага полезна комбинация от издръжливост, устойчивост на износване и достатъчна способност да абсорбира многократно огъване. Колко здрав е PA12 найлон? Достатъчно силен за много функционални компоненти на роботи, като същевременно остава много по-прощаващ от крехките смоли при циклично натоварване.
Стъклен или въглероден найлон
По-твърд и по-стабилен на размери. Добър за структурни рамки или части, които трябва да поддържат форма при натоварване. Компромисът е по-ниската якост на удар - напълнените степени могат да се напукат по-лесно при рязко огъване или изпускане.
Здрави / инженерни смоли
По-добър детайл и повърхностно покритие. Подходящ за външни части или компоненти, които се разглобяват само от време на време. Като цяло им липсва дълготрайното представяне на умора на найлона, когато броят на циклите нараства.
TPU и гъвкави материали
Най-добър за ръкохватки, брони, уплътнения и функции за облекчаване на напрежението. Те абсорбират енергия, вместо да я предават в твърди корпуси.
Метал (алуминий, неръждаема стомана)
Използва се, когато натоварванията са високи или нишките трябва да издържат на много цикли. Метални вложки или изцяло метални елементи решават общия проблем с оголването на пластмасовите нишки само след няколко употреби.
Бързо практическо сравнение:
Издръжливост и устойчивост на умора: найлонът без пълнеж обикновено води
Устойчивост на износване: найлонът и найлонът с пълнеж обикновено превъзхождат повечето смоли
Качество на детайлите и повърхността: смолата обикновено е по-добра
Най-доброто като цяло за многократно сглобяване: незапълнен или леко модифициран найлон в повечето случаи
5 въпроса, които да зададете, преди да изберете
Колко пъти ще се сглобява и разглобява тази част за нормална година?
Дали основното натоварване е напрежение, удар, постоянен натиск или комбинация?
Ще живее ли частта в чиста лаборатория, цех или гореща и влажна среда?
Нишките директно ли влизат в пластмасата или ще се използват метални вложки?
Количеството няколко прототипа ли е или стотици производствени бройки?
Тези пет въпроса обикновено елиминират бързо грешните материали и предотвратяват най-честите ранни повреди.
Детайли на дизайна и процеса, които удължават експлоатационния живот
Използвайте термофиксирани или ултразвукови метални вложки за всяка закопчалка, която ще се използва повторно. Директно отпечатаните пластмасови нишки рядко издържат.
Удебелете основата на скобите и добавете щедри радиуси, за да намалите концентрацията на напрежение.
Предпочитайте MJF или SLS найлон за функционални, носещи части, които се нуждаят от здравина. Запазете здрава смола за високодетайлни или нискоциклични компоненти.
Помислете за лека механична обработка или повърхностна обработка на интерфейси с висока степен на износване.
Поддържайте постоянна дебелина на стената и избягвайте острите вътрешни ъгли, които действат като предпоставки за напукване.
Изборът на материал и геометрията работят заедно. Едно без друго все още оставя частта уязвима.
Моментна снимка на случай: Спиране на ранни грешки
В един проект за роботика корпусите и скобите започнаха да се провалят само след няколко цикъла на разглобяване - счупени ключалки и оголени дупки бяха повтарящите се проблеми. Екипът смени критичните части на по-здрав найлон, добави метални вложки в точките на закрепване и преразгледа геометрията на скобата, за да намали пиковото напрежение. Новите части оцеляха много повече цикли на сглобяване без предишните режими на отказ. Развитието може да продължи, вместо да бъде прекъсвано от постоянни препечатки.
Защо да работите с производител, който разбира от части за роботи
Доставчик, който редовно произвежда функционални компоненти за роботи, знае разликата между част, която изглежда добре при първото монтиране и тази, която все още работи след многократно боравене. Полезните сигнали включват последователни партиди от материали, ясна документация, възможност за преминаване от проби към малки партиди или продажба на едро на 3D отпечатани найлонови части и желание за обсъждане на вложките и очаквания живот на цикъла.
Способен производител на 3D печат за части за роботи или фабрика за персонализирани части за роботи ще попита за честотата на сглобяване и вида на натоварване, преди да препоръча материал. Доставчиците, предлагащи услуга за 3D печат MJF в Китай с реален опит в роботиката, често са добре позиционирани както за бързи прототипи, така и за по-късна последователност на обема. Опитът с трайни 3D печатни материали за роботиката и 3D отпечатани части за често сглобяване е по-ценен от общия капацитет за печат.
ЧЗВ
В: Кой е най-добрият материал за 3D печат за части на роботи, които се нуждаят от често сглобяване?
О: В повечето случаи здравият найлон (PA12 или подобен) дава най-добрия баланс на издръжливост, устойчивост на износване и цена за части, които многократно се разглобяват и сглобяват отново.
В: Могат ли 3D отпечатаните пластмасови резби да се справят с многократно завинтване?
О: Директно отпечатаните пластмасови нишки обикновено се износват или оголват след ограничени цикли. Металните вложки са по-надеждното решение, когато дадена закопчалка ще се използва често.
В: Найлонът по-добър ли е от смолата за движещи се части на роботи?
О: За части, които претърпяват повтарящи се цикли на огъване, удар или сглобяване, да. Найлонът обикновено осигурява по-добра здравина и устойчивост на умора. Смолата е за предпочитане, когато фините детайли или повърхностното покритие са приоритет и броят на циклите остава малък.
Въпрос: Имам ли нужда от метални вложки в 3D отпечатани части на роботи?
О: Ако частта ще бъде сглобявана и разглобявана повече от няколко пъти, силно се препоръчват вложки за резбови връзки.
Въпрос: Колко пъти може да се сглобява и разглобява една 3D отпечатана част?
О: Зависи от материала, геометрията и натоварването. Една добре проектирана найлонова част с подходящи вложки може да издържи десетки до стотици цикли; крехка част от смола може да се провали в единични цифри.
Въпрос: Можете ли да правите малки партиди или поръчки на едро на персонализирани 3D отпечатани части на роботи?
A: Да. Един подходящо оборудван доставчик може да поддържа както прототипни количества, така и текущо малко до средно производство с постоянен контрол на материалите и процесите.
Изборът на подходящите материали за 3D печат за части на роботи е по-скоро свързан с намирането на единствената най-здрава опция, а по-скоро със съвпадение на издръжливостта, поведението при износване и метода на закрепване към действителната честота на сглобяване. Когато материалът, геометрията и процесът се подредят, частите спират да се повредят след третото разглобяване и започват да поддържат цикъла на разработка, вместо да го прекъсват.
Ако имате чертежи, ясно описание на това колко често ще се разглобяват частите и работната среда, споделете ги за материална препоръка и оферта. Кратък технически преглед обикновено е достатъчен, за да се избегнат най-честите повреди при многократно сглобяване.