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2017-11-10 【3D列印快訊】最終零件:3D列印裝飾燈具固定裝置

【3D列印快訊】最終零件:3D列印裝飾燈具固定裝置

隨著3D列印技術的發展,我們可以直接看到從3D列印機直接生產最終模型的數量增加,不僅止於生產原型,同時
也為設計師開發出新的可能性。
部分原因是因為3D列表機品質的提升。但這也是因為一些有趣的技術開始應用在產品設計的過程中,幫助提高列印
複雜形狀和剛性模型的能力。
我設計了一個範例來展示我每天使用最好的技術來創造出與零件製造一樣好的複雜模型。
該模型的設計工作是在SolidWorks中完成的,但所使用的技術是可以轉換成任何設計軟體的。

                                                                  所有3D列印零件的燈具配件

我設計的這種裝飾滑輪燈配件顯示出我用來製作難以列印形狀的物體的不同技術,並提升我在客廳裡展示的快樂。
在此部落格中,我將介紹每個部分,並向您展示我在哪個區域作加強,在那裡我創造出難以列印區域的自訂支撐,
以及我使用Ultimaker的功能實現我所尋找的標準。 所以讓我們開始吧。

使模型更強一些

燈具的主體是一個可能受到嚴重壓力的區域,一切都取決於從滑輪上懸掛什麼。 這部分將不得不承受滑輪的重量,
燈泡和您任何你想要添加的燈罩。

                              在設計階段,我將主支柱增加了兩個4.5mm的孔洞。

 這個孔洞讓我能夠在那裡滑動兩個4mm的螺紋桿。 在滑動它們之前,我將一些超級膠粘在胎面上,
以將螺紋桿固定到位。 這將增加支柱可承受的重量,但將螺紋桿隱藏在模型內部。

                                                                 在將螺紋桿滑入前加入膠水

改變你的填充率

你也可以通過增加cura的填充率來增加模型某部分的強度。 主體我增加了填充模式到40%。 這意味著內部主體有
40%的塑料和60%的空氣。 其餘部分則減少到20%,因為它們沒有承受很大的壓力。

但增加填充率確實有兩個主要缺點。 它會增加您的列印時間和使用的材料,所以重要的是找到一個最適合你物品的
填充率。


                                   40%的填充
                                                                     20%的填充

方向

保持車輪的分叉零件可以使用兩個方向列印:選項A或是選項B,請見下圖。

我選擇了選項B,因為它讓圖層沿著U型形狀運行,照著形狀的長度,而不是穿過它。
原因是我知道為了安裝這個輪子,我必須拉開分叉插入軸。如果我選擇列印選項A,其中圖層會沿著需要彎曲的區
域運行,它可能會因為圖層之間的脆弱區域而咬合。
在設計時,請考慮您列印對象的方向。提早思考這個可以避免之後的問題。


                                     選項A                                                                             選項B


                                                                        將軸添加到分叉零件
材料選擇

材料選擇也可能會是設計出堅固模型時的一項重要因素。每種材料都有自己的屬性,可以對您的項目有很大的幫助。
既然這是一個廣泛的話題,就讓我們現在來看看最常用的四種材料:PLA,ABS,尼龍和CPE。

Ultimaker PLA:PLA是您標準的3D列印材料。它最普遍和易於列印,但是易碎,而且在彎曲時容易被折斷。
此外,這些化學元素不是很好以及熔點低。將其浸入沸水時能讓您彎曲和塑型。所以如果你的設計是會暴露在戶外
的陽光下或在炎熱的地方,PLA可能不會是你的選擇。

Ultimaker ABS:ABS是另一種受歡迎的材料選擇,但就像PLA一樣有一些缺點。雖然它比PLA更有彈性,並且能承
受更高的溫度和元素,但是它比較難列印。
如果列印環境沒有封閉和控制好它會更容易翹曲,而且它必須列印在加熱平台上。同時還會釋放出令人不舒服的煙
霧,這些煙霧可能會對某些人造成刺激,所以您應該在通風良好的房間中列印任何材料,而不要在直接坐在3d列表
機的旁邊。

Ultimaker尼龍:尼龍是一種更先進的材料。它的化學成分讓它容易受潮。所以,如果你在一個潮濕的地方工作,
你需要把它放在一個乾燥的容器中,或者將它放進烤箱裡烘乾。材料中有大量的水分會明顯地降低品質。
但是,一旦你快樂地使用尼龍列印,它會是一個很好的材料。具有高耐衝擊性和較低的磨損敏感性,這是機械配
件或相互摩擦的部件的完美材料。但就像ABS一樣,它可以扭曲與保持環境溫度!

Ultimaker CPE:CPE是一種優秀的工業用材料,具有優異的尺寸穩定性。這意味著它不會像其他塑料那樣收縮,
在尺寸上會更與原本設計的3D模型一樣精準。這對公差很重要。 CPE也推薦使用加熱平台來進行列印。
所以,根據你所做的物件,選擇適合的材料是很重要的,應該在早期的設計階段考慮。

支撐

支撐材料可以是您在3D列印時的最好朋友,但也可能會導致一些問題。這對幫助你實現那些無法用其他方式製造
的複雜形狀是很好用的,但它的缺點是有時很難去除(除非你在Ultimaker 3上使用PVA)。訣竅就是盡可能避免
使用支撐材料,但有時您需要它來達成你的設計。

在我的設計,主體有一個旋轉軸,能夠幫助支撐主杆,並讓它看起來很漂亮。
捲曲的末端和頂端顯然需要支撐,但頂端的支撐非常薄。這是較讓人擔心的,因為它越高,會變得越不穩定
,這個薄的支撐需要保持自己的重量和捲曲,直到它接觸到另一個支撐。這是很有風險的,而且很可能會失敗。

                                                             你可以看到支撐結構有多薄

所以我會回到SolidWorks並設計我自己的定製的支撐結構。這同樣可以在任何其他設計軟體中完成。
這在平台上的佔地面積很大,並且讓Cura產生的支撐更加穩定。
我設計的支撐結構是從頂端偏移0.3mm,所以他們可以很容易地分離。
這種技術作法非常有魅力,並讓非常難的懸掛設計變為可行的。

                                                                   使用SolidWorks增加支撐

                                刪除支撐之前                                                                  刪除支撐之後
插入螺絲

有時候,您可能需要使用更多的膠水來結合您的零件。螺絲會是很有幫助的,但你可能不希望他們容易被看見。
你可以用多種方法來隱藏它們。你可以隱藏螺絲釘和螺栓,以便從只能從某個角度看到,或者您可以創建一個插入
物來讓他能完全隱藏起來。
也可以通過在某一點停止列印,將螺栓放入,然後繼續,讓列印機將模型中的孔封閉起來。

有兩種方法可以做到這一點。首先是手動暫停列印並放入螺栓,但這樣不是很精準。
Cura有一個選項可以準確做到這點。這個功能被稱為“暫停高度(pause at height)”。
這有點隱密,但如果你去螢幕上方的選項就可以找到。打開“擴展(Extensions) >後處理(Post Processing) >
修改G-Code (Modify G-Code) > >”。在這裡,選擇“增加腳本(Add a Script)”,然後選擇
“暫停高度(pause at height)”。

在此,您可以設定想要暫停的確切高度,希望列印噴嘴在暫停時移動到的位置,以及平台的落點位置。確保你告訴
噴嘴停在某個地方,不會限制你進行列印。

我的建議是藉由建立一個插入的小方塊來測試這個功能,特別是如果這是你第一次嘗試它。
請記住關閉暫停高度的選項以供下次進行列印。


以上這些是你可以使用的基本技術,幫助你創造更難形狀的自訂義支撐,給你可能需要關注的區域增強一些支撐,
使你的設計更加堅固。
這不是一個絕對的“做和不用做”的教學,反而更像是一個跳板,幫助激發你自己的設計與創意。
利用這些知識來幫助您創造出色的項目並開發強化自己的技術。
我很高興看到這個社群比以往更加推動3D列印的極限。即使只是一個簡單的插入工作。
有人會從中學習,並欣賞它。快樂的列印!


                                                                       完成的3D列印燈具


3D列印燈具固定裝置檔案來源:https://www.youmagine.com/designs/decorative-light-fixture

柯比·唐尼(Kirby Downey)是南非的一名設計師,生活在倫敦,他喜歡教人如何利用3D列印技術以及如何突破3D列印的限制。
藉由擁有FDM和SLS技術方面八年以上的知識和經驗,柯比在3D列印的旅程中幫助了自己與他人提供一切所需。


文章來源:https://ultimaker.com/en/blog/51343-end-use-parts-3d-printing-a-decorative-light-fixture
 

 

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