Hoe ontwerpt men functionele modellen voor FFF-technologie?
Met additieve technologieën (3D printen) kunnen in relatief korte tijd functionele modellen maken. Dit kunnen we zien als een extra productie technologie. Het onbetwiste voordeel van FFF (3D printen) is de mogelijkheid om het model in één productieproces (in één bewerking) te maken, waardoor de productiekosten aanzienlijk worden verlaagd en het implementatieproces wordt versneld.
De juiste materiaalkeuze
Er zijn voor het 3D printen met FFF héél veel materialen beschikbaar. Dit maakt het met FFF mogelijk een best passende keuze van het materiaal mogelijk op basis van de toepassing van het te produceren onderdeel. ABS is bijvoorbeeld perfect voor het maken van statische structurele elementen voor onder andere de machinebouw die niet worden blootgesteld aan hoge trillingen. Elementen gemaakt van ASA kunnen buiten worden gebruikt, dit omdat ze zeer goed bestand zijn tegen weersinvloeden en UV-straling. In omstandigheden waarin een onderdeel wordt blootgesteld aan een hoge frequentie van mechanische trillingen, zoals bijvoorbeeld in een machine, is het het beste om PA en PA met koolstofvezel of glasvezel te gebruiken. Wanneer het te produceren onderdeel wordt gebruikt in omstandigheden met een verhoogde temperatuur, wordt het aanbevolen om het te maken van PEEK. Met de VSHAPER printers kunnen al deze materialen probleemloos en gecontroleerd worden geprint. Zo zijn er eigenlijk voor alle toepassingen specifieke filamenten (printbaar materiaal) beschikbaar en komen er in rap tempo compleet nieuwe materialen bij specifiek ontwikkelt voor industriële toepassing met als doel productiekosten re reduceren.
Ontwerpen van het 3D CAD model
Afgezien van de materiaalkeuze op basis van de toepassing van het onderdeel is het belangrijk om CAD-modellen effectief te ontwerpen. Wij hebben hiervoor een aantal tips. Volg bij het ontwerpproces deze 7 regels zodat u een optimaal printproces heeft:
- Houd bij het ontwerpen van een model rekening met het vlak waarvandaan zal worden geprint (aanlegvlak)
- Vermijdt bij het ontwerpen zoveel mogelijk haakse overhangende elementen, gebruik om dit te voorkomen afschuiningen die het genereren van ondersteuning tot een minimum beperken.
- Ontwerp samenwerkende elementen met ca. 0,4 mm toeslag.
- Ontwerp de gaten in het model zoveel mogelijk in de richting van de laagopbouw tijdens het afdrukken> Bij 3-assig printen is dit de Z-as.
- Ontwerp dunne wanden in een veelvoud van de diameter van de printkop – (voor een standaard spuitmondje van 0,4 mm – de minimale wanddikte is achtereenvolgens: 0,4 mm, 0,8 mm, 1,6 mm enz.).
- Ontwerp overhangende elementen onder een hoek van max. 60 graden. Product wordt steviger en er zal geen ondersteuning hoeven te worden geprint. Dit scheelt veel tijd.
- Houdt bij het ontwerpen rekening met de werkruimte van de beschikbare 3D printer.
Genereren van de G-Code
Parameters die zijn geselecteerd voor het genereren van de G-code (het programma voor de 3D printer) bepalen in hoge mate de fysieke eigenschappen van de 3D print. Deze parameters hebben een grote invloed op de levensduur en de correcte werking van het geprinte onderdeel.De parameters die van invloed zijn, zijn onder andere: infill-dichtheid, type infill, wanddikte van het model, maar ook geavanceerde parameters zoals hoe om te gaan met dunnen wanden.
Een goed voorbeeld van het gebruik van functionele modellen die met FFF-technologie zijn geprint is een pneumatische motor van SMC gemonteerd op een draaitafel. Tijdens het ontwerp van het CAD-model van de draaitafel en de opname is rekening gehouden dat voor de productie van de onderdelen gebruik gemaakt is van additieve productie technologie (3D printen).
Figuur 1. Model van een SMC pneumatische actuator.
Figuur 2. CAD-model van de Actuator-opname, ontworpen t.b.v. additieve productie technologie.
Figuur 3. CAD-model van de draaitafel-opname, ontworpen t.b.v. additieve productie technologie.
Figuur 4. CAD-model van de draaitafel, ontworpen t.b.v. additieve productie technologie.
Figuur 5. Het samengestelde 3D geprinte product gepresenteerd tijdens FORMNEXT 2017 in Frankfurt.
