3D-печатаемые кастомные захвата для топливных форсунок: повышение эффективности pick-and-place

Штаб-квартированная в Висконсине, STS Technical Group потратила почти четыре десятилетия, партнеря с производителями по обеспечению персонала, техническому дизайну и инженерным решениям. С рабочей силой более 250 профессионалов по всем США, компания последовательно эволюционировала вместе с производственной технологией, доставляя передовые услуги, удовлетворяющие требования современных производственных сред.

STS выбирает платформу SLA 3D-печати Formlabs за ее обширную библиотеку материалов, медицинское качество и превосходную отделку деталей — атрибуты, критические при создании компонентов, выдерживающих строгие производственные условия.

Выбор правильного производственного метода для вашего компонента

При разработке новой детали выбор производственного процесса — литье, механическая обработка или 3D-печать — требует тщательной оценки сложности дизайна, производительности материала и стоимости. Ниже приведены ключевые преимущества SLA 3D-печати для промышленных деталей:

• Разрешение слоя ниже 25 микрон доставляет более тонкую детализацию, чем традиционное литье или обработка.
• Ниже затраты на материалы и инструменты для высоко сложных дизайнов.
• Быстрые лид-таймы — дни вместо недель.
• Пост-обработка не требуется, устраняя потребность в дорогом оборудовании и квалифицированном труде.
• Широкий спектр долговечных, легких смол и металло-заполненных композитов.
• Цифровые файлы могут быть сохранены, переиспользованы и модифицированы без поддержания физического инвентаря.
• Дизайны могут включать встроенные функции — такие как отверстия под винты или шестигранные полости — для более легкой установки.
• При проблеме ударных нагрузок смольные детали могут ломаться грациозно, тогда как металлические могут деформироваться и оставаться в допуске.
• Ниже затраты на замену и быстрее обратное время для деталей износа.
• Отделка может быть покрашена или покрыта прямо на напечатанной поверхности.
• Материалы, трудно обрабатываемые механически — из-за плавления, сколов или трещин — могут быть безопасно напечатаны.
• Сниженный вес доставки переводится в более низкие логистические затраты.

Хотя металлические компоненты обычно предлагают более высокую прочность, многие приложения могут быть удовлетворены инженерированными смолами, особенно когда геометрия детали и требования к производительности согласуются с возможностями SLA. Рассмотрите операционную среду — температуру, влажность, коррозию — при выборе материала. Большие-форматные принтеры как Form 3L позволяют производство сizable деталей без компромисса разрешения.

Проектирование и печать кастомных захватов для топливных форсунок

Операции pick-and-place требуют захватов, способных надежно обрабатывать деликатные компоненты, поддерживать последовательное позиционирование и выдерживать повторные циклы. Дизайн захвата должен учитывать:

• Совместимость материала с топливной форсункой (например, избегание повреждений поверхности).
• Сила захвата и контактная площадь для равномерного распределения силы.
• Геометрию форсунки — часто цилиндрическую со сложными функциями.
• Зазоры и допуски, требуемые для последующих процессов.
• Простоту установки, включая интегрированные шестигранные полости для крепежа.

Традиционные пневматические цилиндрические захваты обычно имеют V-образные челюсти, которые могут концентрировать силу и приводить к износу как захвата, так и форсунки. Они также лишены точности, нужной для тонкого позиционирования, часто необходима вторичное выравнивающее оборудование.

STS преодолел эти ограничения, используя 3D-печать для создания полностью охватывающего, радиально-ориентированного захвата. Процесс начался с лазерного 3D-сканирования Creaform топливной форсунки, захваченной с моделирующим ПО VX Elements. Этот скан предоставил точную, высоко-разрешающую цифровую реплику, устраняя ручные измерения и позволяя точное CAD-моделирование.

Первоначальный прототип был напечатан на Formlabs Form 3 SLA принтере используя Standard Black Resin для оценки подгонки и функции. Дизайн доказал возможность однобилд печати для обеих половин захвата, демонстрируя скорость и гибкость SLA производства.

Для производства STS переключился на Rigid 4000 Resin, стекло-заполненный полимер, предлагающий исключительную жесткость, долговечность и высококачественную отделку, подходящую для повторного использования в производственной среде.

Белая бумага

Ищете 3D-принтер, доставляющий высоко-разрешающие модели? Скачайте нашу белую бумагу чтобы узнать, как работает SLA-печать и почему это предпочтительный метод для сложных деталей.

Результаты

Новые захваты соответствовали всем критериям производительности:

• Увеличенная площадь поверхности снизила пиковое давление, минимизировав повреждение форсунки и износ захвата.
• Радиальное движение позволило внутренний зазор, устраняя острые края и обеспечивая гладкое освобождение.
• Точная геометрия выровняла форсунку точно, снижая потребность в дополнительных приспособлениях выравнивания.
• Меньшая сила захвата перевелась в сниженные пневматические/гидравлические требования давления.
• Интегрированные шестигранные полости упростили сборку и обслуживание.
• В-процессе сериализация (например, тиснение штрих-кода) устранила пост-обработку шагов маркировки.

Эти выгоды коллективно снизили затраты, сократили лид-таймы и улучшили общую надежность по сравнению с наследническими захватами.

Заключение

Платформа Formlabs Form 3, комбинированная с надежными CAD-рабочими процессами, демонстрирует мощную альтернативу конвенциональному производству для кастомного инструментария. 3D-напечатанные детали могут соответствовать или превосходить долговечность металлических компонентов, предлагая превосходную гибкость дизайна, более быстрое производство и более низкую общую стоимость владения.

STS Technical Group готова продолжить доставку высокодетализированных, кастомных решений — используя 3D-печать для удовлетворения эволюционирующих потребностей автоматизированного производства.

Белая бумага

Откройте, как 3D-сканирование и печать могут ускорить ваши проекты реверс-инженерии и метрологии. Скачайте белую бумагу или посмотрите наш вебинар чтобы узнать больше.