Гладкая работа шарикоподшипника в FDM-деталях через Insight Custom Groups

Когда проект прямого цифрового производства (DDM) требует функциональности за пределами статических конечных деталей, частым требованием становится интеграция шарикоподшипников в FDM-корпуса.

Шарикоподшипники ценятся за гладкий звук и тактильность. В традиционной обработке или литье это данность; но когда подшипник садится на растровую поверхность от FDM/DDM, шероховатость создаёт впечатление повреждённой сборки.

Реальная задача — изготовить корпус подшипника, звучащий и ощущающийся гладко, как механически обработанный — без пост-обработки финиша.

В традиционном FDM пол, на котором катится подшипник, состоит из растров — слой-за-слоем заполнения, создающего неровную поверхность, так называемый «Green Flag» финиш.

В проекте детали печатались на Fortus 380mc из ASA. STL обрабатывались в Insight™, предлагающем продвинутые инструменты вроде Custom Groups. Custom Groups могут преобразовать растровый паттерн пола в серию контуров, давая значительно гладкую поверхность для шарикоподшипников. Контуры — материальные слои, следующие по контуру области, в то время как растры заполняют внутренность от края к краю.

Custom Groups доступны через меню Toolpaths в главном интерфейсе.

После выбора панель Custom Group появляется справа.

Нажимаем «New», переименовываем группу в смысловое название — например, «BearingFloor».

В параметрах контуров меняем стиль с дефолтного «Single Contour» на «Multiple Contours». Задаём ширину контура минимально допустимой для среза 0,010 мм, и 30 контуров.

Выбираем слой (или группу слоёв), жмём «Add». Выбранные слои становятся маджентой и не получат траекторию. Превью траектории — иконка Z в правом нижнем углу.

Превью выявляет дизайнерские проблемы: плоская внутренняя грань удерживает основание от вращения, но создаёт воздушный зазор прямо под подшипником. Зазор вызывает лёгкую люфту и единичный растр, работающий как тормоз каждые 90 градусов.

Тестировал множество комбинаций ширины и числа контуров, всегда предпочитая минимальную ширину для максимальной гладкости. Ключ — устранение воздушного зазора.

Другой аспект — толщина стенки. Для DDM-детали правило чётной толщины не применяется. Лучшее решение — пересмотреть CAD-модель, а не править в Insight.

После ревизии в SOLIDWORKS слой теперь имеет сплошной растр и готов для нового Custom Group. Сохранил желаемую ширину контура и увеличил их число.

Пересмотренная конфигурация даёт удовлетворительный результат: контуры на минимуме для 0,010 мм сопла, обеспечивая более гладкое и тихое вращение подшипника. Центральные растры допустимы — босс их закроет.

Хотя финиш не идентичен механической обработке или литью, обработанный пол подшипника — успех. Качество звука драматически улучшилось, устранён шершавый шум исходных растров, успокаивая клиентов в целостности сборки. Ощущение гладче, с значительно меньшим сопротивлением. Под нагрузкой звук, тактильность и функция коллективно дают «зелёный свет» проекту.

Без Custom Groups эта деталь никогда не достигла бы потенциала. FDM-детали остались бы в сфере «традиционной» печати. Insight Software даёт толчок за границу — создавая процесс, которым мы можем управлять и непрерывно совершенствовать.

Direct Digital Manufacturing несёт огромную перспективу и награду. Ещё много чему учиться и улучшать. Планирую доводить эти детали и поделюсь финальными результатами по завершении.