هل 3D - مطبوعة من قوسين محرك ساكب متينة بما فيه الكفاية؟
هي 3D - مطبوعةقوس سترى موتورS قوي بما فيه الكفاية؟ هذا سؤال يطرحه العديد من العملاء بشكل متكرر. بصفتنا شركة تصنيع متخصصة في البحث والتزويد من المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد- ، لاحظنا خلال مناقشات تقنية أن العديد من العملاء يؤيدون الشكوك حول النزاهة الهيكلية للـ 3D - المطبوعة من القواعد المطبوعة. اليوم سنقوم بتشريح تمامًا ما إذا كانت 3D - مطبوعةقوس سترى موتورS قوية حقا بما فيه الكفاية وكيفية التأكد من تلبية متطلبات التطبيق.
أولاً ، القوة الأساسية لـ 3D - يتصاعد محرك السائر المطبوع: فحص "خط أساس القوة" من خلال المواد
1. خصائص القوة لمواد الطباعة السائدة
تختلف الخصائص الميكانيكية لمواد الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة بشكل كبير ، وتحديد متانة جبل مباشرة.يجب أن يتطابق الاختيار مع قوة محرك السائر (عزم الدوران):
في طابعة ثلاثية الأبعاد باستخدام إطار دعم PLA يعمل بشكل مستمر لمدة 300 ساعة في درجة حرارة الغرفة (25 درجة) دون حمولة مستدامة دون تشوه.
2. قوة المواد مقابل صيغة مطابقة عزم الدوران المحرك
لضمان صلابة قوسين ، يجب تلبية الشرط التالي:"قوة الانحناء المادية × الصليب الفعال - المساحة المقطعية للقوس أكبر من أو تساوي أقصى عزم دوران المحرك × عامل الأمان."
ينصح عامل السلامة ليكون 1.5-2.0 (لمنع الحمل الزائد لعزم الدوران). على سبيل المثال:
لمحرك NEMA17 (أقصى عزم الدوران 0.6 n · m) باستخدام قوس PLA (قوة الانحناء 75 ميجا باسكال) ، إذا كان الصليب الفعال للقوس - منطقة مقطوعة تصل إلى المحرك 100 ملم (75 mm × 3.3 مم) عامل السلامة. تؤكد الحسابات أنه يغطي بالكامل عزم دوران المحرك 0.6 N · M دون مخاوف تتعلق بالقوة.
إذا تم إقران شريحة PLA بمحرك NEMA34 (3.0 N · M عزم الدوران) ، فإن زيادة المساحة المقطعية- إلى 200 مم مربع لا تزال تعطي قدرة عزم الدوران غير كافية (أقل من 3.0 N · M × 1.5 عامل أمان) مما يسبب حتماً.
ثانياً ، العوامل الرئيسية التي تؤثر على 3D - متانة قوس مطبوعة: من عملية إلى أخرى
1. 3 d معلمات عملية الطباعة: التفاصيل التي تحدد "القوة الفعلية"
كثافة الإنقاذ:تؤدي كثافة انخفاض الكثافة إلى أضعف قوة الدعم. بالنسبة لدعم PLA ، فإن كثافة الكثافة بنسبة 50 ٪ تعطي قوة ثني قدرها 40 ميجا باسكال فقط (47 ٪ أقل من 100 ٪ infill). عند كثافة التغلب على 80 ٪ ، تقترب القوة من الحد من المادة (الفرق بين 100 ٪ و 90 ٪ infill أقل من أو يساوي 5 ٪). التوصية: استخدم 60 ٪ - 80 ٪ كثافة ملء لأقواس المحرك الصغيرة ؛ 90 ٪ - كثافة ملء 100 ٪ لأقواس المحرك عالية الطاقة. استخدم العميل شريحة مملوءة بنسبة 50 ٪ من PLA لتركيب محرك NEMA17. بعد 100 ساعة من التشغيل ، عرضت القوس انحراف 0.2 ملم. زيادة كثافة التعبئة إلى 80 ٪ انحراف انحراف إلى 0.05 ملم.
ارتفاع الطبقة والاتجاه:يعزز ارتفاع الطبقة الأصغر قوسين بين قوسين - ABS مع ارتفاع طبقة 0.15 ملم قوة القص 18MPa (30 ٪ أعلى من ارتفاع طبقة 0.3 مم). يجب أن يضع اتجاه الطباعة اتجاه تحميل الدعم مع اتجاه الطبقة (على سبيل المثال ، إذا كان الدعم يحمل الانحناء العمودي ، فيجب ترتيب الطبقات أفقيًا) لمنع التكسير الناجم عن الإجهاد الرأسي بين الطبقات البينية. أظهر دعم ABS مع اتجاه غير صحيح (اتجاه الحمل بشكل عمودي على الطبقات) فصلًا داخليًا تحت عزم الدوران 1.2 N · M ؛ بعد تصحيح الاتجاه ، ظل الدعم سليما تحت عزم الدوران نفسه.
سمك الجدار وتعزيز الحافة:زيادة سمك جدار الدعم (من 2 مم إلى 3 مم) يمكن أن تعزز القوة بأكثر من 50 ٪. إضافة أضلاع التعزيز (2 - 3 مم ، ارتفاع 5-8 مم) حول ثقوب التثبيت المحرك يوزع الإجهاد ، مما يمنع الشقوق الناتجة عن التحميل المترجمة في الثقوب. أظهرت شريحة PETG بدون أضلاع تعزيز تشققات حول ثقوب تثبيت في عزم الدوران 1.8 N · M ؛ إضافة أضلاع التعزيز على مستوى 2 مم حل قضية التكسير بالكامل.
2. التصميم الهيكلي للقوس: القضاء على "نقاط الضعف"
طول الذراع: بالنسبة إلى شريحة محرك NEMA23 مع ذراع ذراع 30 مم ، فإن مواد ABS Met متطلبات. ومع ذلك ، عندما زادت ذراع الرافعة إلى 50 مم ، حتى مع كثافة ملء 100 ٪ ، أظهرت القوس تشوه 0.3 مم ، مما يستلزم التبديل إلى مادة GF - ABS.
الزوايا المستديرة مقابل تشامفيرز:غالبًا ما يحدث تركيز الإجهاد في الزوايا اليمنى بين قوسين (قيم الإجهاد أعلى من 3-5 مرات من الزوايا المستديرة). إن إضافة زوايا مدورة R2-R3mm في الزوايا اليمنى تتفكك الإجهاد ويمنع التكسير. طورت قوس PLA بدون زوايا مستديرة تشققات في الزاوية اليمنى في غضون شهر واحد عند تصاعد محرك NEMA17. بعد إضافة دائرة نصف قطرها R2MM ، ظلت سليمة لمدة ستة أشهر.
طريقة التثبيت:"Multi - تثبيت الترباس" (على سبيل المثال ، 4 M3 براغي) يوزع الإجهاد بالتساوي أكثر من "- تصاعد الترباس ،" تقليل إجهاد القوس الموضعي بأكثر من 40 ٪. عميل عميل يستخدم مسامير لتأمين محرك NEMA23 من الإجهاد المفرط على جانب واحد من القوس ، مما تسبب في ميل 0.15 ملم. قام التبديل إلى أربعة براغي بتوزيع الحمل بالتساوي ، مما يقلل من الميل إلى 0.03 مم.
ثالثًا ، التحقق من المتانة في تطبيقات العالم -: من الاختبار إلى دراسات الحالة
1. طرق اختبار الأداء القياسية
اختبار التعب الديناميكي:يحاكي عزم الدوران العابر أثناء دورات بدء/إيقاف المحرك (عزم الدوران 1.2 مرة) ، وركوب الدراجات 1000 - 5000 مرة لتقييم تدهور قوة الدعوة (مقبولة إذا كان تدهور القوة أقل من أو يساوي 10 ٪). خضعت شريحة PETG 5000 دورات التعب ، مع انخفاض قوة الانحناء من 85 ميجا باسكال إلى 80 ميجا باسكال - تخفيض 5.9 ٪ - تلبية متطلبات الخدمة طويلة الأجل.
اختبار مقاومة درجة الحرارة:تتعرض لدرجات حرارة تشغيل المحرك (على سبيل المثال ، نطاق محرك NEMA34 من 60-70 درجة) لمدة 24 ساعة لتقييم تغييرات قوة القوس . - انخفضت قوة قوسين ABS بنسبة 15 ٪ عند 70 درجة مقارنة بدرجة الحرارة المحيطة ، ومع ذلك لا يزال يفي بـ 1.5 N · M. انخفضت قوة شريحة PLA بنسبة 40 ٪ عند 60 درجة ، غير قادر على تحمل عزم الدوران الذي يتجاوز 0.5 N · M.
2. مقارنة حالات التطبيق النموذجية
الحالة 1: آلة الفرز الآلية (محرك NEMA23 ، 1.5N · م عزم الدوران)
تدعم ABS المستخدمة مبدئيًا (80 ٪ كثافة infill) ، والتي تتشقق بين الطبقات بسبب اهتزاز التردد العالي- (1000 - 2000Hz). بعد التحول إلى دعم GF-ABS (كثافة 90 ٪ من الكثافة) وإضافة أضلاع التعزيز ، يعمل النظام لمدة 6 أشهر دون مشاكل ، مما يدل على قوة مماثلة لدعم سبائك الألومنيوم.
الحالة 2: معدات CNC الثقيلة-
محدد CF - PLA Bracket (كثافة infill 100 ٪ ، مطبوعة على طول اتجاه الحمل) المضمونة مع 4 مسامير. صمدت عزم الدوران الفوري حتى 3.5 N · م أثناء التشغيل مع الحفاظ على الاستقرار. كان التشوه الذي تم اختباره 0.03 مم فقط ، ليحل محل شريحة الصلب الأصلية بالكامل (تخفيض الوزن 60 ٪).
ملخص
ما إذا كانت طباعة 3D -قوس سترى موتورهل مفصلات "قوية بما فيه الكفاية" على ثلاثة عوامل: "هل اختيار المواد مناسب؟" "هل تم تحسين معلمات العملية؟" كمورد ، نوصي العملاء بتقديم مواصفات محرك (عزم الدوران ، الأبعاد) وسيناريوهات التطبيق (الحمل ، درجة الحرارة) قبل الاختيار. سيقوم فريقنا المهني بعد ذلك بمطابقة المواد وحلول التصميم. عند الضرورة ، يمكن طباعة عينات النموذج الأولي لاختبار القوة قبل الإنتاج الضخم. لقد مكّنت مرونة الطباعة ثلاثية الأبعاد والتقدم في تكنولوجيا المواد منذ فترة طويلة من تلبية متطلبات القوة للغالبية العظمى منقوس سترى موتورs. لم يعد هناك أي حاجة لعقد تحيزات متأصلة حول قوة الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
اتصل بنا
📞 الهاتف:+86-8613116375959
📧 بريد إلكتروني:741097243@qq.com
🌐 الموقع الرسمي:https: //www.automation - js.com/
