Проектирование для лазерного спеканирования (LS): мастерство толщины стенок для идеальных 3D-печатей

Советы по проектированию для лазерного спеканирования: толщина стенок

Способность 3D-печати создавать переменную толщину стенок давно стала福音 для дизайнеров и инженеров, привыкших к конвенциональному литью под давлением, где постоянная толщина стенок необходима для равномерного заполнения полостей формы и единообразного охлаждения. В отличие от этого, 3D-печать не испытывает трудностей с производством детали со стенками или признаками, меняющимися от толстых к тонким с минимальной градиентацией. Однако каждый процесс 3D-печати имеет разные допуски по толщине стенок.

Лазерное спеканирование — одна из более популярных технологий 3D-печати для исполнения разветвленных дизайнов с жидкоподобными стенками, потому что это единственный процесс, который не требует прикрепленных поддерживающих структур, которые должны удаляться в пост-обработке. Для полной проверки лучших производственных правил для LS мы спонсировали исследование с Техасским университетом для определения правил проектирования LS, гарантирующих точность и повторяемость детали. Делимся нашим экспертным знанием о толщине стенок, верифицированном нашим исследованием, чтобы помочь вам на пути к оптимальным LS-сборкам.

Как процесс влияет на допуски стенок

В отличие от большинства процессов 3D-печати, лазерное спеканирование не требует построенных поддерживающих структур для нависающих признаков, отверстий и каналов. Вместо этого дизайны спеканируются в нйлон и композитный порошок. Окружающий неспекарированный порошок поддерживает деталь в процессе сборки, делая процесс идеальным для свободно висящих стенок. С этой свободной формой производства LS предлагает ряд высокопроизводительных термопластиков, включая FAR 25.853 сертифицированные по дыму и горению нйлоны для высоких температур. И объем порошка, и тепло в сумме создают довольно плотную поверхность поверх дизайна. Поэтому если у вашей детали большая плоская поверхность, она может быть более подвержена деформации (warp). Правильная ориентация и адекватная толщина стенок помогут избежать неточностей.

Ориентация

Большие плоские поверхности, построенные горизонтально, имеют гораздо более высокий шанс деформации, потому что они охватывают большую площадь поверхности, прямо параллельную каждому новому слою порошка. Им нужно выдерживать все более плотный порошок по мере прогресса сборки. Рекомендуем строить более тонкие стенки вертикально или под углом для учета плотности порошка.

Размерность

Толщина стенки влияет на точность детали как и на способность выдерживать повторное использование и тестирование во времени. Во время исследования мы тестировали стенки с 15 разными толщинами для определения минимально разрешимых размеров стенок. Стенки толщиной 0,6 мм (0,024") возможны; однако стенки такой тонкости не обеспечивают достаточной размерной стабильности для надежной сборки. Рекомендуем толщину стенки не менее 0,8 мм (0,031") для учета деформации и обеспечения приличной жесткости.

Применения

Лазерное спеканирование было одной из первых технологий 3D-печати, использованных в производстве авиакосмических воздуховодов и несиловой компонентов, требующих малых объемов или высокой сложности. Сегодня это все еще один из самых востребованных процессов для авиакосмики: производство воздуховодов, управляющих поверхностей, кронштейнов, клипсов, зажимов, топливных баков и других сертифицированных для полета деталей.

Скачайте наше полное исследование с Техасским университетом, чтобы узнать о дополнительных важных признаках дизайна, таких как диаметр отверстий и сборка движущихся компонентов в одну деталь.