Robootikameeskond saab printerist välja hea prototüübi. Kolmandal või neljandal korral, kui nad selle lahti võtavad, klõpsab korpuses klamber, kruviaugu ribad või pragu. Partii tuleb uuesti trükkida. Enamikul juhtudel pole printer tegelik süüdlane. Robotiosade 3D-printimismaterjale lihtsalt ei valitud korduvaks kokkupanekuks ja lahtivõtmiseks.
Selles juhendis vaadeldakse, millised materjalid sagedase käsitsemise üle tegelikult säilivad, millised on küsimused, mida tasub enne otsustamist küsida, ja konstruktsioonidetailid, mis teevad vahet kestva ja varakult rikkis osa vahel.
Miks on 3D-prinditud osade sagedane kokkupanek raske?
Iga lahtivõtmine koormab detaili. Klambrid painduvad, keermed võtavad pöördemomenti, augud näevad sisestusjõudu ja korpused tõmbuvad või löövad. Kõrge tõmbetugevus andmelehel ei tähenda automaatselt, et detail peab vastu kümneid tsükleid. Sitkus, väsimuskindlus ja kulumiskäitumine on olulisemad.
Materjal, mis tundub esimesel koostamisel jäik ja tugev, võib siiski kiiresti praguneda või kuluda, kui sellel on väike pikenemine või halb vastupidavus korduvale pingele. Seetõttu avastavad paljud meeskonnad, et "tugev" vaik või põhiline PLA ei tööta, samal ajal kui tugevam nailon töötab edasi.
Peamised materjalid, lihtsalt seletatuna
Nailon (PA12 / PA11)
Tavaliselt esimene valik osade jaoks, mida sageli lahti võetakse. See pakub kasulikku kombinatsiooni sitkusest, kulumiskindlusest ja piisavast tugevusest, et neelata korduvat paindumist. Kui tugev on PA12 nailon? Piisavalt tugev paljude funktsionaalsete robotikomponentide jaoks, jäädes samas palju andestavamaks kui rabedad vaigud tsüklilise koormuse all.
Klaasiga või süsinikuga täidetud nailon
jäigem ja mõõtmetelt stabiilsem. Sobib konstruktsiooniraamidele või osadele, mis peavad koormuse all vormi hoidma. Kompromiss on väiksem löögikindlus – täidetud sordid võivad järsu painde või kukkumise korral kergemini praguneda.
Tugevad/tehnilised vaigud
Parem detail ja pinnaviimistlus. Sobib välimusega osadele või komponentidele, mida on võimalik vaid aeg-ajalt lahti võtta. Tavaliselt puudub neil nailonist pikaajaline väsimus, kui tsüklite arv tõuseb.
TPU ja paindlikud materjalid
Sobib kõige paremini käepidemete, kaitseraudade, tihendite ja pinget leevendavate funktsioonide jaoks. Nad neelavad energiat selle asemel, et seda jäikadesse korpustesse suunata.
Metall (alumiinium, roostevaba teras)
Kasutatakse seal, kus koormus on suur või keermed peavad vastu pidama palju tsükleid. Metallist sisetükid või täielikult metallist detailid lahendavad tavalise probleemi, mis seisneb plastniitide eemaldamises vaid mõne kasutuskorra järel.
Kiire praktiline võrdlus:
Sitkus ja väsimuskindlus: täitmata nailon tavaliselt viib
Kulumiskindlus: nailon ja täidetud nailon edestavad üldiselt enamikku vaikudest
Detailid ja pinna kvaliteet: vaik on tavaliselt parem
Parim kombinesoon korduvaks kokkupanekuks: enamikul juhtudel täitmata või kergelt modifitseeritud nailon
5 küsimust, mida küsida enne valimist
Mitu korda seda osa tavalise aasta jooksul kokku ja lahti võetakse?
Kas põhikoormuse pinge, löök, püsirõhk või kombinatsioon?
Kas see osa elab puhtas laboris, poe põrandal või kuumas ja niiskes keskkonnas?
Kas niidid lähevad otse plastiku sisse või kasutatakse metallist sisetükke?
Kas kogus on paar prototüüpi või sadu tootmistükke?
Need viis küsimust kõrvaldavad tavaliselt kiiresti valed materjalid ja hoiavad ära kõige tavalisemad varajased tõrked.
Disaini ja protsessi üksikasjad, mis pikendavad kasutusiga
Kasutage kuumtöödeldud või ultraheliga metallist sisestusi mis tahes kinnitusdetailide jaoks, mida kasutatakse uuesti. Otseprinditud plastniidid kestavad harva.
Paksendage klambrite juure ja lisage pingekontsentratsiooni vähendamiseks suuremaid raadiusi.
Eelista MJF- või SLS-nailonit funktsionaalsete, kandevõimeliste osade jaoks, mis vajavad sitkust. Jäta kõva vaiku suure detailisisaldusega või madala tsükliga komponentide jaoks.
Kaaluge kerget töötlemist või pinnatöötlust kulumiskindlate liideste puhul.
Hoidke seina paksus ühtlane ja vältige teravaid sisenurki, mis toimivad pragude käivitajana.
Materjali valik ja geomeetria töötavad koos. Üks ilma teiseta jätab osa ikkagi haavatavaks.
Juhtumi hetktõmmis: varajaste ebaõnnestumiste peatamine
Ühes robootikaprojektis hakkasid korpused ja klambrid tõrkuma juba pärast mõnda lahtivõtmistsüklit – katkised riivid ja tühjad augud olid korduvad probleemid. Meeskond vahetas kriitilised osad tugevama nailoni vastu, lisas kinnituspunktidesse metallist sisetükid ja muutis klambri geomeetriat, et vähendada tipppinget. Uued osad elasid üle palju rohkem koostsükleid ilma eelnevate rikkerežiimideta. Areng võiks jätkuda, selle asemel, et seda pidevate kordustrükkidega katkestada.
Miks töötada koos tootjaga, kes mõistab robotiosi
Tarnija, kes toodab regulaarselt funktsionaalseid robotikomponente, teab, mis vahe on osal, mis esmakordsel paigaldamisel hea välja näeb, ja osal, mis töötab ka pärast korduvat käsitsemist. Kasulikud signaalid hõlmavad ühtseid materjalipartiisid, selget dokumentatsiooni, võimalust liikuda proovidelt väikese partii või hulgimüügiga 3D-prinditud nailonist osadeks ning valmisolekut arutada lisade ja eeldatava tsükli eluiga.
Robotiosade või kohandatud robotiosade tehase 3D-printimise võimekas tootja küsib enne materjali soovitamist kokkupaneku sageduse ja koormuse tüübi kohta. Hiinas tõelise robootikakogemusega MJF 3D-printimise teenust pakkuvad pakkujad on sageli hästi positsioneeritud nii kiirete prototüüpide kui ka hilisema mahu järjepidevuse jaoks. Robootika jaoks mõeldud vastupidavate 3D-printimismaterjalide ja sagedase kokkupanemise jaoks mõeldud 3D-prinditud osade kogemus on väärtuslikum kui üldine printimisvõimsus.
KKK
K: Mis on parim 3D-printimise materjal roboti osade jaoks, mida tuleb sageli kokku panna?
V: Enamikul juhtudel annab vastupidav nailon (PA12 või sarnane) parima tasakaalu vastupidavuse, kulumiskindluse ja kulu osas, kui osad on korduvalt lahti võetud ja uuesti kokku pandud.
K: Kas 3D-prinditud plastikkeermed saavad hakkama korduva kruvimisega?
V: Otseprinditud plastniidid kuluvad või irduvad tavaliselt pärast piiratud tsükleid. Metallist sisetükid on usaldusväärsem lahendus alati, kui kinnitusdetaile kasutatakse sageli.
K: Kas nailon on roboti osade liigutamiseks parem kui vaik?
V: Osade puhul, mis näevad korduvaid painde-, löögi- või montaažitsükleid, jah. Nailon tagab üldiselt parema sitkuse ja vastupidavuse väsimusele. Vaik on eelistatav, kui peendetailid või pinnaviimistlus on prioriteet ja tsüklite arv on madal.
K: Kas ma vajan 3D-prinditud robotiosadesse metallist sisestusi?
V: Kui osa monteeritakse ja võetakse lahti rohkem kui paar korda, on keermestatud ühenduste jaoks tungivalt soovitatav kasutada sisestusi.
K: Mitu korda saab 3D-prinditud osa kokku panna ja lahti võtta?
V: See sõltub materjalist, geomeetriast ja koormusest. Hästi läbimõeldud nailonist osa koos korralike sisestustega võib vastu pidada kümneid kuni sadu tsükleid; habras vaiguosa võib üksikute numbritega rikki minna.
K: Kas saate teha kohandatud 3D-prinditud robotiosi väikeseid partiisid või hulgitellimusi?
V: Jah. Korralikult varustatud tarnija suudab toetada nii prototüüpide koguseid kui ka pidevat väikeste ja keskmise suurusega tootmist järjepideva materjali- ja protsessijuhtimisega.
Robotiosade jaoks õigete 3D-printimismaterjalide valimine ei tähenda niivõrd tugevaima variandi leidmist, vaid pigem vastupidavuse, kulumiskäitumise ja kinnitusmeetodi vastavust tegelikule montaažisagedusele. Kui materjal, geomeetria ja protsess ühtivad, lakkavad osad pärast kolmandat rebimist rikki minema ja hakkavad arendustsüklit toetama, selle asemel et seda katkestada.
Kui teil on joonised, selge kirjeldus osade lahtivõtmise sageduse ja töökeskkonna kohta, jagage neid materjalisoovituse ja hinnapakkumise saamiseks. Tavaliselt piisab lühikesest tehnilisest ülevaatest, et vältida enamlevinud korduva montaaži rikkeid.