SLS激光3D打印機產(chǎn)品設(shè)計準則

前言。
SLS產(chǎn)品作為一種新的加工工藝方式，有別于傳統(tǒng)模型加工常用到的CNC，SLA，等。SLS激光燒結(jié)可以燒結(jié)金屬，塑膠，或者二者的混和物?，F(xiàn)在就國內(nèi)常用SLS燒結(jié)的材料PA12為標(biāo)準，制定出以下設(shè)計規(guī)則，供工程師在設(shè)計時參考。
1.      加工精度
1.1 SLS毛胚燒結(jié)理想精度±0.1，實際燒結(jié)精度可能到±0.15。
1.2 SLS 毛胚經(jīng)過后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(shè)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(shè)計上用Φ5零對零的理想配合設(shè)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(shè)計經(jīng)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(shè)計上孔要取數(shù)Φ5.1，軸要取數(shù)Φ4.9。
2如果要讓Φ5孔軸配合是零對零配合的話，設(shè)計上孔要取數(shù)Φ5.05，軸要取數(shù)Φ4.95。
簡單而言，間隙配合，單邊間隙取0.1，零對零配合 單邊間隙取0.05
如果實際生產(chǎn)出的毛胚還是滿足不了這個經(jīng)驗值的話，一般用砂紙或者銼刀，或者鉆頭，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(shè)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后會誤差有漂移，所以一般機器一個月會做一次誤差補償。這個對設(shè)計上考慮中心距誤差±0.05影響不大。
4.      外形尺寸
毛胚外形尺寸（主要指長度，寬度，高度方向）理論上即等于SLS的燒結(jié)精度±0.1，實際上大約偏正公差+0.06左右。設(shè)計上需要做相應(yīng)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(chǎn)出的毛胚還是滿足不了這個經(jīng)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(jié)厚度，一般設(shè)計上Z軸上最小肉厚0.2 ，實際生產(chǎn)出來會到0.2-0.35之間，XY方向肉厚取0.5，，實際生產(chǎn)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。激光一個光點的直徑不是理想的0數(shù)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，如果有肉厚小于0.5mm的結(jié)構(gòu)，需要向SLS生產(chǎn)部門指定燒結(jié)擺放方向。
6.      燒結(jié)方向與強度。
設(shè)計卡扣類東西時，如果剪切力是平行于XY的燒結(jié)方向時，SLS的強度最弱，如果是垂直于XY的燒結(jié)方向時強度最好。所以尤其是含卡扣類產(chǎn)品，需要指定燒結(jié)方向。
7.      產(chǎn)品的高低溫性能
SLS產(chǎn)品一般在高溫80度，低溫-30度范圍內(nèi)的機械物理性能等同于20度常溫下的性能。
8．一般產(chǎn)品肉厚，及加強脛厚。
設(shè)計時優(yōu)先考慮產(chǎn)品2.0肉厚，建議大于等于1.5以上。加強脛優(yōu)先考慮1.0，建議大于等于0.8以上。否則產(chǎn)品容易碎裂，后處理，或者裝配時都容易出現(xiàn)問題。
9.      產(chǎn)品噴油后處理
毛胚產(chǎn)品一般表面比較粗糟，一般都要清粉，去掉毛刺，預(yù)先打磨。然后涂樹脂，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(chǎn)品可以簡單的分為內(nèi)表面，外表面，凹凸結(jié)構(gòu)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，最后達到理想效果，平面與過渡光順的弧面不允許有看到明顯紋路，凹凸結(jié)構(gòu)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(biāo)準）一般適合于平面，過渡光順的弧面，或者結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的外表面，客戶有特別要求時采用，成本高。（注意此要求不可用于產(chǎn)品內(nèi)表面，或者凹凸結(jié)構(gòu)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，凹凸結(jié)構(gòu)面紋路明顯。成本偏高。（注意此要求不可用于產(chǎn)品內(nèi)表面，或者凹凸結(jié)構(gòu)面。）
3級拋光等級最為經(jīng)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(jié)構(gòu)面紋路明顯，性價比最好，但一般適合于外表面。內(nèi)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(dāng)于銑刀粗銑表面6.3的粗糙度效果，所有內(nèi)表面，外表面，結(jié)構(gòu)面效果雖有紋路，但一致性好。也適合于內(nèi)表面，及非外觀面的要求。

10.  拋光后的形體變化
如圖
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 凹處尖角涂樹脂也會有圓角，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(nèi)表面小凹形結(jié)構(gòu)處不涂樹脂?；蛘咻p涂樹脂后，放入烤箱，隔30分鐘后用布或者其它東西去掉多余沉積的樹脂。

11.  STL文件導(dǎo)出
SLS 激光燒結(jié)設(shè)備只識別STL文件，所以客戶輸出STL 文件時，精度不可設(shè)置太高，否則影響排工件的速度，也不可設(shè)置太低，否則影響產(chǎn)品輸出精度，一般建議在SOLIDWORKS設(shè)置如下：
如果X,Y, Z任意一個方向的最大外形尺寸大于150mm
如果X,Y, Z任意一個方向的最大外形尺寸小于150mm
客戶如果只給STL文件，請相應(yīng)給出最大外形尺寸，以方便SLS廠家核查。
SLS產(chǎn)品設(shè)計準則.zip (471.82 KB, 下載次數(shù): 5, 售價: 10 熊幣)

2013-5-31 17:47 上傳

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