工业级应用, 小批量终端应用
选择使用尼龙粉末烧结打印技术的您,可能是基于下列理由:
常见应用类型有:薄壳、卡扣件、功能性零部件。
强度与特征兼具的功能性零件:因为尼龙具备良好的韧性、高抗冲击性和耐磨性,因此在需要同时保有细小特征以及零件强度时,尼龙粉末烧结就会是一个很好的选择。
轻量化、晶格化设计:因为尼龙能同时保有较轻的重量、较少的材料使用量,以及同样的强度,因此尼龙粉末烧结可谓轻量化设计应用的佼佼者。
(功能性零部件)
(薄壳)
(轻量化设计)
(特殊设计)
(卡扣件)
我们使用的机种为HP 3D的MJF制程(Multi Jet Fusion 多射流熔融),比起一般较常见的SLS(Selective Laser Sintering 选择性激光烧结),特别之处在于利用密度极高的阵列式喷嘴和热喷墨技术,每次阵列式喷嘴单程移动一次时,就能够快速地打印完成一层,比起SLS快5-10倍。
以MJF尼龙粉末烧结制程,呈现出的表面会是灰黑色、均匀的麻点状:
为了让模型制作的成果能够更符合您的期待,下面要为大家介绍在设计建模以及代工沟通时,需要注意的事项。
(* 注意:下面事项适用于大部分模型,实际情况仍依模型形状会有所不同,若不确定您该怎么做,欢迎联系我们,将有专人与您讨论。)
准备3D档案的流程
从模型的设计开始,可以自行3D建模;或是当您有实体物品时,可以选择逆向扫描取得图档。接着,您需要将档案输出成3D打印切层软件可以接受的格式:
尼龙粉末烧结制程,仅能接受STL档案格式;输出时,需要特别注意网格分辨率的调整,分辨率太低会导致印出来会有明显的格纹,分辨率太高可能会让档案太大甚至软件跑不动唷!
(图说:左-成品,中-STL高分辨率过高,右-STL分辨率过低)
●模型目的与需求
3D打印最重要的是要达到您制作这个模型的目的,尼龙粉末烧结制程常见的需求如下:
(1) 功能确认:尼龙粉末技术最主要的特色是可以打印出既细致又保有强度的工件,比起其他技术,更有韧性,可以经得起一定程度的反覆测试与卡扣;另外,此种技术的应用时常会与其他零件配合组装,因此,物件的成形极限与强度就变得格外重要。
下面是关于尼龙粉末烧结模型的一些注意事项:
◆公差约为+/-0.2-0.3 mm,最长边则为0.3%(可能会依据实际模型几何形状而不同)
◆最小特征:建议在0.5mm以上较为安全
◆圆柱:直径建议至少0.5mm(高度1mm)。
◆壁厚:厚度建议在0.7mm 以上较为安全。
◆孔洞:直径建议至少0.5mm(深度1mm)。
◆字体最小6pt,间距最小0.5mm。
若要打印互相组装的元件,建议单边保留0.15~0.2mm空隙;若是球型关节,则建议单边保留0.35mm;若是50mm以上壁厚的物件则需要保留更多空隙。
(如孔洞内需要组装其他零件,则需要保留0.15~0.2mm空隙。)
(2) PA12本身的热变形温度(HDT@0.45MPa)为175°C,抗拉强度为48 MPa,抗弯强度为65 MPa,萧氏硬度D为80,若需要更详细的物理性能表,请来信洽询
(3) 防水需求:尼龙粉末烧结的打印技术,看起来表面平整,但实际上均匀布满孔洞,并且尼龙材质本身也具备较容易吸水的特性,如果想要做到不漏水,可以采取使用AMT化学蒸气后处理的制程,提升防水性,同时让表面变得更光滑。
(4) 需要特别注意的是MJF技术会有打印方向的问题,特别是在外观的呈现上,朝上的打印面会让边缘显得比较锐利、不够圆润,因此若是有外观上的特殊要求面,请务必在来信时时与我司人员特别注明。
(图左:打印朝下的面较为光滑)
(图右:打印朝上的面则略为粗糙)
大物件拆件打印再组装
当超过机器打印范围时,必须在软件中将模型拆件后分别进行打印再组装,与上面提及组装事项相同,会在打印时预留0.15-0.2mm的缝隙,进行组装时才不会互相干涉。
HP Multi Jet Fusion最大设备的有效成型尺寸是380*284*380mm,一体化打印最大尺寸要在这个范围内。当超出单台设备的有效成型体积时,虽然可以采取拆件组装的方式,但是由于尼龙粉末材质对于黏着剂的适性,比较没有FDM的塑胶材质这么好,因此仍然较不建议采取这个方式。
物件染黑需求
因为MJF的成品为灰黑色,并非纯黑,如果您有特殊全黑需求,将为您采用SLS技术并会将模型染黑,下面是SLS的注意事项:
一般PA12的最小壁厚不建议小于0.4-0.5mm,如果是一体化打印,活动元件的空隙不建议小于0.4-0.5mm,如果不是一体化打印,而是打印后组装的模型,配合面的预留空隙不建议小于0.2mm。
因为经过染黑程序时会浸入高温的染剂中,虽然尼龙的热变形温度较高,但若是物件壁厚较薄时,仍有变形的风险,请务必注意。
以上为使用尼龙粉末烧结技术基本的概念,适用于大部分模型,但实际情况仍依您的模型形状可能有所不同。
关于代工打印,有任何问题,欢迎随时与我们联系,会有专人与您一对一讨论。
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