Bayangkan perangkat mekanis kompleks muncul berfungsi penuh dari printer 3D, tidak memerlukan perakitan. Ini bukan lagi mimpi yang jauh tetapi kenyataan yang dimungkinkan oleh kemajuan dalam teknologi pencetakan 3D. Namun, untuk mencapai hal ini diperlukan penguasaan teknik desain yang tepat. Artikel ini mengeksplorasi pertimbangan penting untuk merancang bagian bergerak yang dicetak 3D, dengan fokus pada kontrol toleransi, strategi pendukung, dan metode pasca-pemrosesan untuk membuka potensi penuh manufaktur aditif.
Sebelum pencetakan 3D, membuat prototipe atau produk akhir dengan komponen bergerak biasanya melibatkan proses manufaktur subtraktif, di mana setiap bagian dibuat secara terpisah dan kemudian dirakit. Pencetakan 3D telah merevolusi pendekatan ini dengan memungkinkan pembuatan mekanisme dengan celah bawaan antara komponen, memungkinkan pergerakan langsung. Di bawah ini, kami menguraikan teknik penting untuk merancang dan mencetak model dengan bagian bergerak yang berfungsi.
Karena pencetakan 3D membangun objek lapis demi lapis, bagian bergerak yang dirancang untuk bersentuhan satu sama lain dapat menyatu selama pencetakan, mencegah pergerakan. Untuk menghindari hal ini, jarak yang memadai harus dimasukkan di antara komponen. Jarak yang disarankan adalah setidaknya dua kali tinggi lapisan cetakan. Jarak ini cukup kecil untuk menjaga integritas visual sambil mengakomodasi potensi ekspansi material atau ketidaksempurnaan kecil.
Jika bagian dicetak secara terpisah untuk perakitan nanti, toleransi cetak harus dipertimbangkan dengan cermat. Biasanya, celah 0,1 mm hingga 0,3 mm antara bagian memastikan kelonggaran yang cukup untuk perakitan yang mulus dan pergerakan bebas.
Celah antara komponen bergerak terkadang memerlukan struktur pendukung selama pencetakan. Untuk hasil yang optimal, bahan pendukung yang larut dalam air sangat ideal untuk aplikasi tersebut karena dua keuntungan utama:
- Penghapusan Mudah: Dukungan yang larut larut sepenuhnya dalam air, menghilangkan kebutuhan penghapusan manual dan mengurangi risiko merusak bagian bergerak yang halus.
- Tidak Ada Residu: Bahan yang larut tidak meninggalkan bekas, memastikan pergerakan tanpa hambatan antara komponen.
Untuk memfasilitasi pelarutan yang tepat, desain harus menyertakan celah dan lubang drainase yang memadai untuk aliran air. Saat mencetak bagian bergerak secara terpisah, menggunakan bahan yang sama untuk bagian dan penyangganya mungkin dapat diterima, karena sisa bahan dapat dibersihkan selama pasca-pemrosesan.
Kelancaran gerakan mekanis sangat bergantung pada hasil akhir permukaan. Teknik pasca-pemrosesan seperti pengamplasan dapat secara signifikan meningkatkan fungsionalitas dengan mengurangi gesekan antara komponen. Namun, rakitan kompleks dapat menghadirkan tantangan karena ruang terbatas untuk akses alat.
Jika desain memungkinkan pembongkaran atau menyediakan ruang kerja yang cukup, pengamplasan permukaan kontak dapat mencapai kelancaran dan mobilitas yang diinginkan. Ini sangat efektif untuk cetakan dengan tinggi lapisan yang lebih besar, di mana gesekan yang terakumulasi di antara lapisan dapat menghambat pergerakan.