A 3D nyomtatás mára már teljesen beépült a műszaki élet hétköznapjaiba, nem az az egzotikus újdonság, mint ami pár évvel ezelőtt volt. Még ha nem is mindenki dolgozik vele napi szinten, alapfogalmaival, a leggyakoribb technológiákkal valószínűleg a legtöbben tisztában vannak...
A 3D nyomtatás mára már teljesen beépült a műszaki élet hétköznapjaiba, nem az az egzotikus újdonság, mint ami pár évvel ezelőtt volt. Még ha nem is mindenki dolgozik vele napi szinten, alapfogalmaival, a leggyakoribb technológiákkal valószínűleg a legtöbben tisztában vannak.
Tipikus alkalmazási területei a prototípus alkatrészek gyártása, illetve az utólagosan nem beszerezhető cseredarabok előállítása, de egyre nagyobb darabszámú szériák gyártása is gazdaságossá válik.
Amennyiben valaki erre a gyártástechnológiára szeretné optimalizálni tervezés alatt álló termékét, a Solidworks használatának vannak kétségtelen előnyei. Mivel professzionális testmodellező szoftverről van szó, a modell célszoftverbe történő beolvasásakor biztosan nem jelentkeznek olyan geometriai hibák, amik a (jellemzően inkább látványtervező, mint sem mérnöki) felületmodellező alkalmazásokból történő importáláskor előjöhetnek. És bár a Solidworks nem kifejezetten egy 3D-nyomtatást előkészítő alkalmazás, több olyan funkciója van, ami ezt a munkafolyamatot segítheti.
Az, hogy a fejhallgatóm egyik műanyag alkatrésze a közelmúltban eltört, remek alkalmat biztosít ezen funkciók bemutatására. Lássuk a cseredarab előállításának folyamatát!
A modell előállítása
Mivel egy korábbi alkatrészt kell helyettesítenünk, annak méretei, illetve a kapcsolódó komponensek geometriái alapján előállítottam azt a környezetet, ahová az új darabnak illeszkednie kell. Ezek az elemek a két fémpánt, a kosarat tartó lemez, és a rá illeszkedő, az állíthatóságot biztosító csúszka. Mindezek egy összeállítás komponensei lettek.
Az ezeket összefogó ház egy új alkatrész. Kezdésként – már csak esztétikai okokból is – a befoglaló méreteit és formáját az eredeti darabéhoz hasonló módon vettem fel. Az eredeti koncepciót követve az alkatrészt egy felülettel kettévágtam, így az két testre „esett szét”.
Ebben a két tömbben először helyet kellett csinálni az illeszkedő alkatrészeknek.
A két pánt, a kosártartó és a csúszka formáját a Cavity paranccsal „vájtam ki”, némi ráhagyással: ez a parancs eredetileg szerszámformák készítésére született, de alapvetően egy összeállítás környezetben működő kivonási testművelet. A csúszka környezetében plusz kivágás segítségével eltüntettem a felesleges vékony falakat, illetve az eredeti formát követve kis játékot biztosítottam elfordítás esetére. Két M3-as csavarnak és anyának kellett még furatot készíteni.
Pozicionálás céljából szükség van még egy peremre az egyik testen. A másik testen a negatív forma képzésére adja magát a Combine parancs használata, ez azonban a kivont testet elnyelni. Ezért az alkalmazása előtt a Move/Copy bodies paranccsal, bekapcsolt Copy opcióval, 0 eltolással másolatot készítünk a peremezett félből, majd ezt a másolatot vonjuk ki a másikból.
Az egyszerűség kedvéért az egyes testeket külön fájlba menthetjük az Insert into New Part paranccsal.
A nyomtathatóság ellenőrzése
A vonatkozó opciókat a File / Print3d helyen érjük el.
A Windows 8.1 óta sok 3D nyomtatási funkció natívan elérhető az operációs rendszerben. Ezt, vagy frissebb Windowst, és ezzel kompatibilis Solidworks verziót használva ezeket a lehetőségeket kihasználhatjuk.
Amennyiben nyomtatónk megfelelő driverrel telepítve van, kiválaszthatóvá válik, és a munkaterület méreteit is kiolvassa a szoftver. Ennek hiányában kézzel adhatjuk meg az értékeket.
Az alapsík kiválasztása után pozicionálhatjuk a terméket a munkaterületen: eltolást, forgatást és skálázást is alkalmazhatunk. Mivel jelen alkatrészünk igen kicsi, ezekkel nem sokat kell törődnünk. Viszont, ha a test jelentősen nagyobb, esetleg maximalizálni szeretnénk a darab méretét, a kézi paraméterezés, illetve az Orient to Fit és Scale to Fit opciók is hasznosak lehetnek.
Amennyiben a darab mérete a nyomtatható méret határait feszegeti, az optimális állásszög nem magától értetődő.
Ha a fentieket beállítottuk, a Windows szolgáltatásait használva rögtön ki is küldhetjük a feladatot a géphez kötött nyomtatóra. Ennek alapbeállításai a nyomtatás minősége, illetve a darab belső kitöltése. Szükség szerint kérhetjük támaszok (support) generálását, illetve egy alaplemez (raft) nyomtatását.
A fentiek gyakorlatilag elegendők egy nyomtatási feladat elvégzéséhez, de a ’Preview’ fülön találunk még kiegészítő ellenőrző funkciókat.
Kérhetjük a támaszt igénylő felületek keresését (a kritikus szög állítható). Esetünkben a furatok süllyesztékeinél nem kerülhetjük el ezek használatát.
A rétegmagasság beállítása után láttathatjuk annak hatását a ’Show striation lines’ opcióval. Ezzel nemcsak az esztétikai, hanem funkcionális szempontból is értékelhetjük a várható eredményt. Esetünkben a csúszkának fel kell feküdnie a ház hengeres felületére. Ahhoz, hogy a kosarak elcsavarásakor ne akadozzon a két alkatrész, minél simább felületet kell elérnünk.
Lehetőségünk van még kritikusan vékony falak, szűk hézagok szűrésére. A határértékre a választott anyag alapján a szoftver is tesz ajánlást, de kézzel is állíthatjuk. A problémás helyeket nyilak mutatják. Amennyiben a Cavity műveletek után nem figyeltem volna erre a kérdésre, könnyen hibába futhattam volna, amire ez az eszköz figyelmeztet.
Aki használt már 3D nyomtatást előkészítő szoftvert, minden bizonnyal hiányol bizonyos funkciókat (pl. pályák tervezése és mutatása, támaszok mutatása, stb.). Ezen a téren a Solidworks beépített modulja nem veszi fel a versenyt a dedikált eszközökkel, de talán nem is ez a cél. Amire már most is mindenképpen alkalmas, az a termék ellenőrzése, már a tervezés kezdeti szakaszától: anélkül tudjuk az alapvető gyártástechnológiai problémákat kiszűrni, hogy a geometriát ki kellene mentenünk egy különálló szoftverbe. A direkt nyomtatás lehetősége egy erre épülő bónusz, a közvetlen gyártás előkészítést még sokszor érdemes más szoftverben végezni. Remélhetőleg egy közeli fejlesztési lépcsőben olyan funkciókkal gazdagodunk, amik ezt is szükségtelenné teszik.
Kíváncsi 3d nyomtatás folyamtait segítő SOLIDWORKS funkciókra? Nézze meg webináriumunkat!