PolyJet's multi-materiaalcapaciteiten benutten voor geavanceerde vorm- en voeltests

Sinds mijn eerste experimenten met een PolyJet 3D-printer ben ik consequent onder de indruk van de mogelijkheid om meerdere materialen in één build te printen. Flexibele harsen die voor andere 3D-technologieen berucht moeilijk zijn, kunnen naadloos geïntegreerd worden, zodat ontwerpers specifieke stijfheidswaarden aan bepaalde gebieden van een onderdeel kunnen toewijzen. Door harde en compliant harsen te mengen, produceren we een spectrum van Digital Materials dat varieert van ultra-zacht tot semi-flexibel tot robuust maar niet bros.

Met deze capaciteit in gedachten ontwikkelde ik een eenvoudige trek-testrig waarmee gebruikers de verschillen in zwaarte en flexibiliteit tussen de beschikbare Digital Materials kunnen voelen. De rig fungeert als een kwalitatieve benchmark voor het evalueren van PolyJet's materiaalprestaties op tastbare wijze.

Ontwerpuitdaging: ergonomische handvatten

Mijn eerste ontwerpuitdaging was het maken van handvatten die ergonomisch zijn en toch minimaal materiaal gebruiken. Ik prototypte de handvatten op een F370 FDM-printer om comfort en maat te valideren. De eerste iteratie voelde iets te dun, dus ik verfijnde de geometrie en printte een tweede versie die natuurlijker in de hand lag. Dit iteratieve proces zorgde ervoor dat het eindontwerp zowel functioneel als efficiënt zou zijn.

Na het integreren van de verfijnde handvatten met een flexibele testkern, printte ik de eerste volledige PolyJet-prototype. Gebruikers begonnen aan het apparaat te trekken en observeerden scheurlijnen. Hoewel Agilus-hars aanzienlijke belasting kan weerstaan, waren de grenzen duidelijk. Het introduceren van vervangbare, wisselbare testkernen — elk met een andere Shore-hardheid — verbeterde de veelzijdigheid van de rig en maakte directe vergelijking van materiaalprestaties onder identieke belastingssituaties mogelijk.

Modulaire ontwerpaanpak

De montage werd voornamelijk gebouwd met draaifeatures afgeleid van een enkele schets, wat toekomstige wijzigingen vereenvoudigt. Ik modeleerde eerst één handvat en de helft van de kern, en spiegelde daarna de geometrie om een symmetrisch paar te creëren. Deze aanpak houdt het ontwerp modulair en eenvoudig te updaten.

Workflow voor multi-materiaal PolyJet-printen vanuit SOLIDWORKS

Bij het werken met multi-materiaal PolyJet-onderdelen hou ik alle bodies in één SOLIDWORKS Part-bestand. Deze strategie garandeert dat de onderdelen correct binden in de finale build en elimineert de noodzaak voor complexe tolerantie-aanpassingen in een assembly. Hieronder volgt een stapsgewijze workflow die een SOLIDWORKS-ontwerp voorbereidt voor een multi-materiaal Objet PolyJet-print:

1. Klik in de Feature Manager met de rechtermuisknop op Solid Bodies en kies Save Bodies.
2. Klik op Auto-assign Names, vervolgens op Browse onder Create Assembly. Hiermee wordt een SOLIDWORKS Assembly gegenereerd die de oorspronkelijke uitlijning behoudt.
3. Sla de assembly op als STL: File > Save As → STL. Zorg dat de optie Save all components of an assembly as a single file uitgeschakeld is.
4. Importeer in Objet Studio elk STL-bestand en vink Import as Assembly aan om de componentpositionering te behouden.
5. Selecteer een body vanuit het bakje of de objectboom en wijs het materiaal toe via de toolbar.

PolyJet's vermogen om flexibele en harde harsen te mengen, ontgrendelt ontwerpmogelijkheden die voorheen onbereikbaar waren. In dit project benutte ik die kracht om een tastbare trek-testrig te creëren die de echte kwaliteit en het bereik van PolyJet-materialen demonstreert. Als ingenieur en ontwerper is elke kans om de Objet-capaciteiten te benutten een belonende ervaring.