Feesttradities vernieuwen: 3D-geprinte notenknaker breekt grenzen

Wij nemen feestdagen serieus bij Fast Radius. We zijn ook toegewijd aan onze missie om nieuwe dingen mogelijk te maken.

Deze december gingen we op missie om onze feestelijke geest en expertise in additieve productie te combineren om onze eigen versie van een feestklassieker te creëren: de notenknaker. Ons eindproduct is werkelijk onproduceerbaar met enige traditionele productiemethode. Bovendien kan het daadwerkelijk een walnoot knaken. Hier is hoe we het deden.

Ontwerp

Het ontwerpproces begon met het evalueren van verschillende methoden om een noot te knaken.

Uiteindelijk gekozen voor een tandwielstang-mechanisme, dat de rotatiebeweging van een tandwiel (pinion) omzet in de lineaire beweging van een tandstang (de staaf die de noot knakt).

Dit ontwerp bood onze ingenieurs de mogelijkheid om hun expertise in ontwerpen voor additieve productie te tonen; we zouden deze notenknaker als één enkel 3D-geprint stuk maken in plaats van de 12+ stukken die traditioneel nodig zouden zijn.

Ontwerp-ingenieurswerk

Eenmaal besloten op een ontwerp dat alle onderdelen van de notenknaker – inclusief tandwielen, kraak, tandstang, handvat – in één enkel stuk kon consolideren, moesten we ervoor zorgen dat de notenknaker de kracht produceerde die nodig was om de walnootschil te knaken.

We raadpleegden de wetenschappelijke literatuur over het onderwerp (die bestaat echt!) en deden wat berekeningen op de achterkant van een servetje om de tandwielgrootte, tandwielverhouding en kraakontwerp te bepalen die we nodig hadden om de juiste kracht te creëren.

We moesten ook zorgen dat de tandwielen zouden functioneren na printen. Het ontwerp moest balans vinden tussen rotatievrije ruimte voor poederverwijdering en het waarborgen dat de tanden van de tandwielen effectief ingingen. Hiervoor zagen we erop toe dat elk maatoppervlak een minimale gat van 0,5 mm had.

Hoewel we oorspronkelijk overwoogen een combinatie van metaal- en plastic 3D-geprinte onderdelen te gebruiken, besloten we de notenknaker volledig te printen op de HP Jet Fusion 580 Color 3D Printer. Deze apparatuur is relatief nieuw in de Fast Radius fabriek, en we wilden het testen. We wisten dat het materiaal dat in de 580 wordt gebruikt, HP 3D High Reusability CB PA12, duurzame onderdelen kon maken die stijf en sterk genoeg waren om een noot te knaken, omdat het bijna identieke mechanische eigenschappen heeft als de PA12 die we gebruikt hebben om miljoenen onderdelen te printen op onze HP 3D Jet Fusion 4200 printers. De 580 printer zelf verschilt iets van de 4200, dus we pasten het ontwerp en de oriëntatie aan aan het bouvolume van de 580.

Het eindproduct

Onze zorgvuldige ontwerp- en ingenieurswerk betaalde zich uit. De notenknaker kwam van de printer volledig functioneel en klaar voor gebruik.

Om de notenknaker extra flair te geven, liet onze Chief Designer zich inspireren door rijtuigklokken en creëerde twee transparante stukken die over de tandstang en het tandwiel pasten. We maakten deze stukken van Whip Mix op Carbon® Digital Light Synthesis™. Uiteindelijk kozen we ervoor om alleen de kleinere koepel te gebruiken om het makkelijker te maken om de machine in actie te fotograferen.

…En dat is het verhaal van de Fast Radius notenknaker. Bekijk de video hieronder om hem in actie te zien! We hebben misschien net een nieuwe feesttraditie gestart.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?