SLS激光3D打印機產品設計准則(一)

 

　　SLS產品作為一種新的加工工藝方式，有產品設計公司別於傳統模型加工常用到的CNC，SLA，等。SLS激光燒結可以燒結金屬，塑膠，或者二者的混和物。現在就國內常用SLS燒結的材料PA12為標准，制定出以下設計逆向工程規則，供工程師在設計時參考。

　　1。 加工精度

　　1。1 SLS毛胚燒結理想精度±0。1，實際燒結精度可能到±0。15。

　　1。2 SLS 毛胚經過後處理拋光噴油理想精度為±0。2。對客戶簽訂合同上的精度，取上述精度的最大值。

　　2。 設計配合尺寸

　　2。1 對SLS孔與SLS軸配合而言 以一個Φ5的孔為例，SLS毛胚孔的實際大小約為Φ4。94左右。而Φ5SLS毛胚軸實際大小約為Φ5。06左右，如果3D模型設計上用Φ5零對零的理想配合設計的話，實際SLS毛胚的總過盈量大約為0。12，單邊過盈量為0。06。

　　所以從3D模型設計經驗上需要做如下考慮：

　　1。如果要讓Φ5孔軸配合是小間隙配合的話，設計上孔要取數Φ5。1，軸要取數Φ4。樣品模型9。

　　2如果要讓Φ5孔軸配合是零對零配合的話，設計上孔要取數Φ5。05，軸要取數Φ4。95。

　　簡單而言，間隙配合，單邊間隙取0。1，零對零配合 單CNC模型邊間隙取0。05

　　如果實際生產出的毛胚還是滿足不了這個經驗值的話，一般用砂紙或者銼刀，或者鑽頭，絞刀修整。

　　2。2對SLS孔與其它軸(比如說45鋼光軸)配合而言

　　間隙配合，單邊間隙取0。1，零對零配合，單邊間隙取0。05。

　　3。 設計中心距離配合

　　毛胚中心距離的配合尺寸一般實際值在±0。05左右。因機器工作一段時間後會誤差有漂移，所以一般機器一個月會做一次誤差補償。這個對設計上考慮中心距誤差±0。05影響不大。

SLS激光3D打印機產品設計准則(三)

 

　　9。 產品噴油後處理

　　毛胚產品一般表面比較粗糟，一般都要清粉，去掉毛刺，預先打磨。然後塗樹脂，增強強度，改善噴油效果。如果尺寸有偏差，或者有裝配要求，需要用鉗工的手法修配。

　　一般產品可以簡單的分為內表面，外表面，CNC模型凹凸結構面(即用手不容易直接打磨到的面)等三類面

　　拋光等級分1級，2級，3級，4級。

　　1級拋光等級要求最高，需要多次拋光，多次補土，多次噴油返工，最後達到理想效果，平面與過渡光順的弧面不允許有看到明顯紋路，凹凸結構面有不太明顯的紋路(普通人在0。5米距離看不出這個紋路為標准)一般適合於平面，過渡光順的弧面，或者結構不復雜的外表面，客戶有特別要求時采用，成本高。(注意此要求不可用於產品內表面，或者凹凸結構面。)

　　2級拋光等級要求略低，也需要拋光，補土與噴油，平面與過渡光順的弧面允許看到占整體面積大約10%紋路，產品設計公司凹凸結構面紋路明顯。成本偏高。(注意此要求不可用於產品內表面，或者凹凸結構面。)

　　3級拋光等級最為經濟，平面與過渡光順的弧面允許看到占整體面積大約60%紋路凹凸結構面紋路明顯，性價比最好，但一般適合於外表面。內表面要做的話，成本會偏高。

　　4級拋光等級主要為驗證尺寸的客戶考慮。表面效果相當於銑刀粗銑表面6。3的粗糙度效果，所有內表面，外表面，結構面效果雖有紋路，但一致性好。也適合於內表面，及非外觀面的要求。

　　10。 拋光後的形體變化

　　10。1 尖角拋光拋出圓角是不可避免的，否則只能簡單去毛刺打磨處理。

　　10。2 凹處尖角塗樹脂也會有圓角，一般通過刻刀修邊處理可以去掉這個圓角。但如果刀具接觸不到，不好著力的地方，就無法修整了，一般對內表面小凹形結構處不塗樹脂。或者輕塗樹脂後，放入烤箱，隔30分鐘後用布或者其它東西去掉多余沉積的樹脂。

　　11。 STL文件導出

　　SLS 激光燒結設備只識別STL文件，所以客戶輸出STL 文件時，精度不可設置太高，否則影響排工件的速度，也不可設置太低，否則影響產品輸出精度，一般建議在SOLIDWORKS設置如下：

　　如果X，Y， Z任意一個方向的最大外形尺寸大於150mm

　　如果X，Y， Z任意一個方向的最大外形尺寸小於150mm

　　客戶如果只給STL文件，請相應給出最大外形尺寸，以方便SLS廠家核查。

SLS激光3D打印機產品設計准則(二)

 

　　4。 外形尺寸

　　毛胚外形尺寸(主要指長逆向工程度，寬度，高度方向)理論上即等於SLS的燒結精度±0。1，實際上大約偏正公差+0。06左右。設計上3D列印需要做相應的考慮。

　　間隙配合，單邊間隙取0。1 ，零對零配合單邊間隙取0。05。

　　如果實際生產出的毛胚還是滿足不了這個經驗值的話，一般用砂紙或者銼刀修整。

　　5。 最小肉厚

　　主要指XY方向的燒結厚度，一般設計上Z軸上最小肉厚0。2 ，實際生產出來會到0。2-0。35之間，XY方向肉厚取0。5，，實際生產出來會到0。5-0。65之間，XY方向肉厚為激光光點厚度決定的樣品模型。激光一個光點的直徑不是理想的0數值，而是0。47左右，所以只要光點掃過的地方，都會形成最小0。5厚的小塊。而Z軸方向是一層層疊加上的，所以不受XY光點大小的限制。

　　簡而言之，如果有肉厚小於0。5mm的結構，需要向SLS生產部門指定燒結擺放方向。

　　6。 燒結方向與強度。

　　設計卡扣類東西產品設計公司時，如果剪切力是平行於XY的燒結方向時，SLS的強度最弱，如果是垂直於XY的燒結方向時強度最好。所以尤其是含卡扣類產品，需要指定燒結方向。

　　7。 產品的高低溫性能

　　SLS產品一般在高溫80度，低溫-30度範圍內的機械物理性能等同於20度常溫下的性能。

　　8。一般產品肉厚，及加強脛厚。

　　設計時優先考慮產品2。0肉厚，建議大於等於1。5以上。加強脛優先考慮1。0，建議大於等於0。8以上。否則產品容易碎裂，後處理，或者裝配時都容易出現問題。

五金沖壓件設計原則

 

　　(1)設計的沖壓件必須滿足產品使用和技術性能，並能便於組裝及修配。

　　(2)設計的沖壓件必須有利於提高金屬材料的利用率，減少材料的品種和規格，盡可能降低材料的消耗。在允許的情況下采用價格低廉的材料，沖床加工盡可能使零件做到無廢料及少廢料沖裁。

　　(3)設計的沖壓件必須形狀簡單，結構合理，以有利於簡化模具結構、簡化工序數量，即用最少、最簡單的沖壓工序完成整個零件的加工，減少再用其他方法加工，並有利於沖壓操作，便於組織實現機械化與自動化生產，以提高勞動生產率。

　　(4)設計的沖壓件，在保證能正常使用情況下，沖壓加工盡量使尺寸精度等級及表面粗糙度等級要求低一些，並有利於產品的互換，減少廢品、保證產品質量穩定。

　　(5)設計的沖壓件，應有利於盡可能使用現有設備、工藝裝備以及工藝流程對其進行加工，並有利於沖模使用壽命的延長。

混凝土結構裂縫是怎麼分類的?

 

　　荷載裂縫。荷載裂縫又稱受力裂縫，是外荷載作用下產生的結構裂縫。這種裂縫規律性極強，一般通過計算分析可以得出確切的結論。典型的簡支梁受力裂縫，跨中為正截面受彎裂縫，裂縫灌注垂直於梁軸，下大上小;端部為斜截面受剪裂縫，起始於支座，指向梁頂集中荷載。鋼混凝土柱在軸心受壓荷載下的裂縫，裂縫沿柱軸縱向分布，中間稍密。大偏心受壓柱裂縫，裂縫集中在最大彎矩部位，受拉面裂縫為水平走向，外大內小，垂直於柱軸;臨近極限狀態，受壓面混凝土有壓碎現象。牛腿受力裂縫，受剪裂縫起始於集中荷載作用點，斜向牛腿外斜面與下柱面交彙點延伸;受彎裂縫起始於牛腿支承面與上柱面交彙點，斜向柱內延伸。框架結構現澆樓蓋裂縫，板面裂縫成環狀，沿框架梁邊分布;板底裂縫成十字或米字，集中於跨中。預應力大型屋面板張拉裂縫，裂縫分布於板面，垂直於長軸，由板面向下延伸;有的縱肋預應力筋端部還存在局壓裂縫。轉角陽台或挑簷板裂縫所示，位於板面，起始於牆板交界，以角點為中心成米字形向外延伸。

　　溫度收縮裂縫。溫度收縮裂縫是建築物最常見的一種裂縫鋼筋外露，主要是由於結構溫度變形及材料收縮變形受阻及應力超標所致。據調查，收縮裂縫與原材料品質、施工質量及結構類型較為密切，一般，結構補強現澆結構或超靜定結構較裝配式結構或靜定結構收縮裂縫多;平面尺寸大、施工質量差的房屋收縮裂縫相對較多。典型的現澆樓板收縮裂縫主要集中於房屋中部，沿樓層方向沒有明顯差異，裂縫形態為棗核狀，中間粗兩端細，絕大部分止於梁、牆邊。

　　碳化鏽蝕裂縫。我國《鋼鐵工業建(構)築物可靠性鑒定規程》關於鋼筋混凝土結構耐久性給定了評估方法，該方法主要建立在混凝土碳化及鋼筋鏽蝕的基礎上，認為混凝土碳化到鋼筋部位，鋼筋失去了混凝土鈍化膜保護，會逐漸生鏽，鋼筋生鏽後體積膨脹，會引起混凝土沿鋼筋開裂;混凝土裂縫的開展，反過來又促使鋼筋更快鏽蝕，尤其是當環境濕度較大，周圍存在有害介質時，這種惡性循環速度顯著加快。因此，碳化鏽蝕裂縫，必須給予高度重視。碳化鏽蝕裂縫的特征是，裂縫沿鋼筋分布，系由膨脹鐵鏽向外將混凝土脹開，裂縫周圍混凝土發酥，高出原有混凝土表面，並附著有褐色鏽漬滲出物。

　　反複凍融產生的裂縫。研究表明，長期與水接觸的混凝土，當溫度為-4～-20℃時，表現為“冷脹熱縮”。寒冷地區的外露混凝土結構，年複一年地遭受雨雪浸蝕，長期處於幹濕交替、反複凍融的狀態下，當混凝土密實度較差、空隙率較大時，容易產生凍脹裂縫，造成結構表面混凝土酥松、剝落，引起鋼筋鏽蝕。

　　沉縮裂縫。混凝土在硬化過程中，因塑性下沉所產生的裂縫稱為沉縮裂縫，或塑性收縮裂縫。沉縮裂縫一般在混凝土澆築後1～3小時發生，主要出現在結構變截面處、梁板交接處、梁柱交接處及順鋼筋部位。沉縮裂縫形態與收縮裂縫相似，為水平分布，呈兩端細中間粗的棗核狀。引起混凝土沉縮的主要原因是水灰比及混凝土流動性過大，致使混凝土產生泌水下沉;或水分蒸發過快，使混凝土結硬時下沉加大;或振搗不充分，混凝土未沉實或沉實不均勻。沉縮變形比收縮變形大數十倍。沉縮裂縫一般可通過初凝前的二次抹面-收水壓實處理克服。