Robuuste 3D-geprinte filmscharnieren ontwerpen: Een praktische gids

Wist u dat filmscharnieren (living hinges) mogelijk zijn met 3D-printen? Hier zijn een paar aandachtsgebieden om in gedachten te houden bij het ontwerpen van scharnierfuncties, zodat de functionaliteit en integriteit van uw onderdeel intact blijft.

Proces
We bieden twee processen voor 3D-printen van thermoplastische of thermoplastisch-achtige materialen: selectieve lasersintering (SLS) en stereolithografie (SL). Maar alleen SLS zal onderdelen produceren met de functionaliteit die vereist is voor een filmscharnier.

Materiaal
Wanneer we potentieel voor een filmscharnier in een 3D-geprint onderdeel zien, zullen we u ten zeerste adviseren SLS. SLS gebruikt nylon thermoplast, primair PA11 Zwart, wat een nylon 11 materiaal is. PA11 Zwart heeft een verhoogde EB van 14-51% gevolgd door PA12 Wit met een EB van 24%.

Echter, u kunt geen onderdeel dat geproduceerd is in PA11 Zwart of PA12 Wit nemen en verwachten dat het functioneert als een filmscharnier zonder eerst een secundair proces. Wanneer u een filmscharnier heeft, moeten we weten wat de richting of het bereik van beweging is waarin het scharnier kan functioneren. Dit is cruciaal want we verbranden het onderdeel door het te verwarmen tot 250-275°F (121-135°C) en buigen het scharnier in het beoogde bewegingsbereik. Dit verlengt de levensduur van het filmscharnier door het materiaal te rekken in plaats van de harsverbindingen te breken.

SL biedt thermoplastisch-achtige materialen, maar deze worden niet aanbevolen voor filmscharniertoepassingen. Somos 9120 is ons meest flexibele materiaal van alle SL harsen met een uitrekking bij breuk (EB) van 15-25%.

Ontwerp
Niet elk ontwerp van een filmscharnier zal werken, vooral als u gewend bent te ontwerpen voor, bijvoorbeeld, spuitgegoten polypropylene deksels op die doekjesdozen.

Eerst, vergeet wat u geleerd heeft over traditioneel filmscharnierontwerp, want een scharnier in SLS kan niet 0,013 inch (0,33 mm) dik zijn, wat kan leiden tot onderdeelbreuk. Ideaal adviseren we een diktebereik van 0,020 inch tot 0,040 inch (0,5 - 1 mm) dikte in de horizontale bouwwrichting zodat het onderdeel kan rekken en over zich heen vouwen.

Tweedens, vereisen we de lengte van het scharnier veel langer te zijn dan een spuitgietontwerp. Voor een 90-graden buiging willen we typisch een minimum lengte van 0,050 inch (1,27 mm) zien, en voor een 180-graden buiging, wordt een minimum lengte van 0,150 inch (3,81 mm) aanbevolen.

Er is geen gegarandeerd aantal buigcycli dat uw scharnier kan weerstaan, maar we hebben onderdelen gezien die honderden konden weerstaan. Om ervoor te zorgen dat uw onderdelen functioneren zoals nodig, neem contact op met onze klantenservice-engineers via 877.479.3680 of per e-mail op ADMIN@MFGROBOTS.COM.