Создание праздничного щелкунчика с помощью 3D-печати

Мы серьезно относимся к праздникам здесь, в Fast Radius. Мы также привержены нашей миссии делать новые вещи возможными.

В декабре этого года мы поставили перед собой задачу объединить наш праздничный дух и опыт аддитивного производства, чтобы создать нашу версию классического праздника:Щелкунчика. Наш конечный продукт действительно невозможно изготовить с помощью любого традиционного метода производства. Кроме того, он может расколоть грецкий орех. Вот как мы это сделали.

Дизайн

Процесс проектирования начался с оценки нескольких различных методов раскалывания ореха.

В конечном итоге мы остановились на реечном механизме, который переводит вращательное движение шестерни (шестерни) в поступательное движение рейки (штанги, которая сминает гайку).

Эта конструкция предоставила нашим инженерам возможность продемонстрировать свой опыт в проектировании для аддитивного производства; мы бы сделали этого щелкунчика как одну деталь, напечатанную на 3D-принтере, вместо 12+ деталей, которые потребовались бы для его традиционного изготовления.

Проектирование

Как только мы остановились на конструкции, которая могла бы объединить все части щелкунчика, включая шестерни, кривошип, рейку, ручку, в единую деталь, нам нужно было убедиться, что щелкунчик будет создавать усилие, необходимое для раскалывания скорлупы грецкого ореха.

Мы ознакомились с научной литературой по этой теме (на самом деле она существует!) и проделали некоторые расчеты, чтобы определить размер шестерни, передаточное число и конструкцию кривошипа, которые нам понадобятся для создания нужного количества силы.

Нам также нужно было убедиться, что шестеренки будут функционировать после печати. Конструкция должна была сбалансировать вращательные зазоры для удаления порошка, обеспечивая при этом эффективное зацепление зубьев шестерен. Для этого мы позаботились о том, чтобы каждая сопрягаемая поверхность имела зазор не менее 0,5 мм.

Хотя изначально мы планировали использовать комбинацию металлических и пластиковых 3D-печатных деталей, мы приняли решение полностью напечатать щелкунчика на цветном 3D-принтере HP Jet Fusion 580. Это оборудование является относительно новым для фабрики Fast Radius, и мы хотели испытать его. Мы знали, что материал, используемый в принтере 580, HP 3D High Reusability CB PA12, может изготавливать долговечные детали, которые будут достаточно жесткими и прочными, чтобы расколоть гайку, потому что его механические свойства почти идентичны PA 12, который мы использовали для печати миллионов деталей. на наших принтерах HP 3D Jet Fusion 4200. Однако сам принтер 580 немного отличается от 4200, поэтому мы скорректировали дизайн и ориентацию в соответствии с объемом сборки 580.

Конечный продукт

Наш тщательный дизайн и разработка окупились. Щелкунчик вышел из принтера полностью функциональным и готовым к использованию.

Чтобы придать щелкунчику дополнительный шарм, наш главный дизайнер черпал вдохновение в каретных часах и создал две прозрачные детали, которые надевались на рейку и шестерню. Мы сделали эти изделия из Whip Mix на Carbon® Digital Light Synthesis™. В конце концов, мы решили включить только меньший купол, чтобы было легче сфотографировать машину в действии.

…И это история о Щелкунчике Fast Radius. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть его в действии! Возможно, мы только что начали новую праздничную традицию.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату