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优质零件的尼龙3D打印技巧

2021-11-12 阅读 1485

在工业级3D打印中,与使用更传统制造工艺的零件设计相比,零件设计具有更大的自由度和生成复杂几何图形的能力。然而,对于3D打印尼龙零件,您应该记住五个关键注意事项,以确保选择性激光烧结(SLS)和多射流融合(MJF)工艺能够生产您所追求的零件。


这是通过我们的 SLS 和 MFJ 技术提供的各种尼龙 3D 打印材料的快速比较。




使用我们的任何粉末尼龙材料设计SLS或MJF工艺时,请遵循以下简要设计规则:遵守最小特征尺寸、最小化零件翘曲、最小化差异收缩、粉末去除设计,咨询我们以了解零件最终用途,以便我们的工艺工程师为您提供工艺工序优化建议。


3D 打印尼龙的最小特征尺寸


我们将最小特征尺寸定义为反映CAD模型中所见内容的最小存活特征。最小特征尺寸并不表示零件中的层有多薄。它是指在精加工过程中形成并存活下来的几何体的尺寸。


壁厚:指零件壁或几何体上任何方向的厚度。SLS最小允许壁厚为0.030英寸(0.762毫米)英寸,MJF最小允许壁厚为0.020英寸(0.508毫米)。


通道间隙:这是指两个特征之间的距离。在设计3D打印尼龙时,通道间隙是很重要的考虑因素,因为烧结过程可以将两个特征融合在一起,而不考虑通道间隙。我们建议最小通道间隙尺寸为0.030英寸(0.762毫米)。


刀边:考虑具有嵌入特征的设计,如沉头孔。您的尺寸可能会低于孔远端的最小特征尺寸。这可能会导致缩短或圆形特征无法正确形成。与壁厚类似,我们建议确保您的远端特征在SLS中至少为0.030英寸(0.762毫米),在MJF中至少为0.020英寸(0.508毫米)。



在左图中,蓝色的最小特征不会完全形成。在实际零件中,正确的是,这个 PA12 40% 玻璃填充零件上小于 0.030 英寸的特征很难成型。


尽量减少SLS和MJF零件中的零件翘曲


SLS和MJF等尼龙粉末3D打印工艺利用热量将粉末烧结成固体部件。制造零件的热量也可能导致不必要的零件翘曲。零件尺寸和总厚度对零件翘曲可能性的影响最大。部件越大7英寸(177.8毫米)及以上的零件更容易弯曲。零件越薄,总体上越接近最小特征尺寸,则越有可能扭曲。如果您担心翘曲可能是您设计中的一个问题,我们为您提供了以下4个选择。


1.使零件接近0.125英寸(3.175毫米)的均匀厚度,以帮助确保稳定性。


2.选择玻璃填充或矿物填充尼龙,如PA 12 40%玻璃填充或PA 12 25%矿物填充(SLS材料)。


3.如果您的零件超过7英寸(177.8毫米),并且您担心翘曲,另一种选择是在工业级SLS机器中运行未填充的尼龙材料,构建范围为17.6*17.6*17英寸(447.04*447.04*431.8毫米)。


4.最后一个选择是在工业级SLA机器上打印零件,这些机器的构建范围高达29*25*21英寸(736.6*635*533.4毫米)。



如该翘曲示例所示。零件尺寸和整体厚度对零件翘曲可能性的影响最大。


最大限度地减少SLS和MJF尼龙零件的收缩差异


与零件翘曲类似,当零件的材料分布不均匀时,会出现不同程度的收缩。当零件的一侧比零件的其余部分特别厚时,这会导致零件以不同的速率进行热冷却。较厚的零件冷却速度比较薄的区域慢得多,这可能导致不希望的零件收缩。


如果零件上需要较厚的特征,建议将特征挖空至约0.100至0.125英寸(2.54至3.185毫米)的外壳。如果可能,将零件的总厚度与大特征的壳厚度相匹配。



(左侧插图中较薄的通道间隙更有可能密封且无法正确形成。


尼龙 3D 打印部件的除粉


利用3D打印的一个很好的方法是通过在零件中包含内部空白空间来最小化所需的材料。在SLS和MJF工艺中,这些区域不会有支撑物,但会有粉末滞留在其中。截留的粉末需要在模型中设计一个排水孔,以便在打印过程完成后清除多余的粉末。


让我们帮助您进行3D打印尼龙零件定位


对于SLS或MJF来说,最终确定零件方向以强制形成特征或优先考虑几何精度并不像SLA那样是一种常见做法。我们建议您让我们对您的零件进行定向,以进一步帮助将最小特征分辨率或零件翘曲的风险降至最低。

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