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如何用鋁型材制作3D打印機支架

發布時間:2018-05-22 14:15:04 作者:錦鋁金屬 瀏覽次數:

 
    3D打印的真正威力在于零件的無限定制。當您將3D打印與現有材料結合使用時,這變得尤其強大。我一直在開發一些簡單的技巧,通過一種新穎的技巧或者兩種技術,使你可能已經知道的通用緊固件和印刷連接器成為鋁型材的完美搭配。
 
    3D打印機的工作時間足夠長,我們的想法不可避免地超出了我們的打印量。根據項目的性質,可能會分成幾塊,然后將它們粘合在一起。但通常一個更大的項目也會提出不適合塑料的更高結構要求。
 
    我們這些幸運地擁有漂亮的工作室的人可以轉向大型項目的木工,焊接或金屬加工。無論您有沒有這種選擇,鋁型材梁都能提供我們需要的結構,以便更快地完成工作。作為額外的好處,3D打印可以使鋁型材更容易,更便宜。
3D打印機
(圖1:3D打印機鋁型材構架)
 
1、一切都是從鋁型材而成
    這些頁面并不陌生鋁型材梁。我們對它們進行了總體概述,并且我們已經看到許多使用擠出的項目,如  衛星跟蹤器,魔方解算器和自動無人機充電站。許多流行的3D打印機具有鋁型材框架,因為它們比3D印刷塑料具有更高的強度和更好的尺寸公差。
 
    但是連接器的選擇很快就扼殺了創意,因為目錄中絕大多數的連接器都是針對一種或另一種風格的90度連接。成角度的連接器是少數,并且通常僅限于幾個角度,如30,45和60度。沒有足夠的銷售量來證明只有少數人會使用角度的連接器。這是我們的3D打印機重新進入圖片的地方,作為小批量生態零件的工廠。
 
鋁型材梁
(圖2:3D打印機鋁型材梁)
 
2、自定義并不意味著困難
    將定制與庫存相結合,使我們能夠利用每個部件的優勢設計項目:鋁型材提供通用結構,3D打印塑料以特定項目的方式將它們連接在一起。我們在覆蓋3D打印直角連接器之前  (或與拉鏈一起使用),但今天我們專注于3D打印的優勢,以非常精確地構建任意角度。
 
    設計這些連接器的CAD非常簡單。通常是為梁本身減去一個長方體,接著減去幾個圓柱體以便為緊固件創建安裝孔。通過三面螺栓連接(如此處的搖臂示例)通常足以滿足3D打印塑料項目的要求。這意味著我們通常可以跳過“頂部”(相對于打印床)的側面,以便于打印。有時候我們會非常需要這種力量去處理橋接或其他技術來給我們提供第四方面,但是現在我們將把這個挑戰擱置一邊。關鍵在于,您可以盡量減少嘗試,并在習慣時采用更多的技巧。
 
3、一個例子:硬角度很容易
    我一直在研究搖臂副組件的設計,它是這個討論的完美例子。它是我正在建造的機器人懸架系統的一部分。整個設計太大而無法打印成單件,因此我將物體分成由三維印刷部件連接在一起的鋁片。以下是線框圖:
 
三視圖
(圖3:搖臂的三視圖與兩個鋁型材梁相鄰
 
    看看這兩個擠壓部分的相對角度 - 沒有擠壓機供應商會在這些角度上儲存連接器,如果他們確實沒有在它的中心處獲得一對軸承,并且機械連桿在頂部。這種特定項目的細節使該中心成為一次性3D打印的理想選擇。至于武器,我們可以為兩個長方形的塑料塊做3D打印工作。但為什么?這里唯一具體的項目細節是長度,即使切割是通過手持式鋸完成的,其長度也可以比相同長度的塑料打印快得多。
 
    本文重點介紹鋁在哪里與塑料接觸,因此我不會深入研究設置角度或去除擠壓區域的細節。但值得注意的是一些通用的3D打印行為強烈影響這種施工技術。明智地選擇您的圖層方向 - 當打印的零件超出極限時,它們通常會因沿層邊界斷裂而失效。沿著每個軸至少使用兩個緊固件,間隔與梁寬度大致相等,以分散工作量。只使用一個緊固件就可以將單個點轉換成支點,在我們的印刷部件上增加力量,我們不希望這樣做。
 

(圖4:
搖臂實物圖
 
4、橋梁輔助CAD 橋梁協助印刷
 
    還有一點需要考慮的是,當螺栓孔不能很好地與印刷床對齊時,會突出。我們可以通過創建覆蓋螺栓孔的薄層(2-3層高度厚)來幫助我們的打印機橋接奇怪的螺栓頭表面,該螺栓孔可以在用于其目的之后通過鉆機清理。與典型的打印支持解決方案相比,這些打印機更容易拆卸并消耗更少的材料。
 
5、SECRET SAUCE:替換T型槽,T型螺母,T-型
    一旦我們有一個專門設計和印刷的項目定制連接器,我們繼續進行組裝,在那里我們正面對另一個鋁型材件的隱藏陷阱:特種緊固件。稱為T型槽插入件,T型螺母或類似的名稱,它們的形狀特別適合鋁型材梁的槽。它們也非常昂貴。不一定是絕對意義上的,但肯定是相對于相似尺寸的商品六角堅果。我們的搖臂示例是為15毫米的Misumi 3系列擠壓而設計的  。MISUMI的提供了多種專業堅果此擠壓,便宜的“經濟”模式HNSQ3花費$ 8.28為100相反的袋子,可信賴的硬件供應商麥克馬斯特-卡爾報價為$ 0.88通用M3六角螺母的100袋(目錄#90592A085)
 
T形螺母
   15毫米米斯米3系列(右)比其20毫米兄弟姐妹5系列(左側)配套的特殊緊固件顯示更友好,使用通用M3六角螺母(如圖所示)。
在我們屈服于90%折扣的誘惑之前,讓我們快速回顧一下通過使用通用螺母來折衷的東西。第一個也是明顯的障礙是,特定的擠壓梁的輪廓可能不允許使用通用螺母。其次,通用螺母不會以與為擠出型材定制的螺母相同的程度接合槽內表面。這通常意味著我們不能在發生滑倒之前將螺栓擰緊。第三,更高端的特種螺母通過其形狀,尺寸或將螺母固定就位的附加薄金屬彈簧提供對擠壓的摩擦。呆在位置而不是在插槽中滑動的螺母可以簡化組裝,減少浪費時間并降低組裝者的挫折感。這種勞動力節省可能超過專業緊固件的成本。
 
   對于這個搖臂的例子來說,第一個問題不適用,因為Misumi 3系列可以容納通用的M3螺母。第二項 - 減少緊固件扭矩限制 - 只要它仍然足以滿足我們在3D打印塑料項目中所需的功能,就可以接受。項目三 - 裝配便利 - 我們可以通過一些聰明的3D打印取回。
 
   我們現在將3D打印的強度(一種用于小批量,特定任務的物體的工廠)應用于鋁型材梁中的通用緊固件。我們的技術采用專門為這項工作設計的小型工具。對于初學者來說,這個工具有一個小駝峰可以作為一個彈簧來幫助它保持在槽中的位置。然后,由于該工具是沿著將要使用的零件設計的,因此我們可以使用托盤來設計它,以便按照我們所需的距離精確地保持通用螺母的間距。作為一個額外的錦上添花,我們在后添加一些小鉤子。這個鉤子 - 當輪轂固定在手臂上時可以暴露 - 允許我們微調我們的位置,而不必將事情拆開。
 
鋁型材連接
(圖5:各部件的連接)
 
 
   為了適應插槽中留下的狹窄空間,工具盡可能薄地打印:3D打印機噴嘴的寬度。這也使得經濟地使用絲線并且它的印刷速度非常快,這兩種屬性都可用于一次性物品,因為一旦螺栓螺母被擰緊,這種薄的定位工具就不能被移除。盡管如此,這是非常值得的犧牲,因為它會讓小型緊固件變成一項簡單的任務變得令人沮喪。
 
6、插入工具與相關零件
 
   試試這個緊固件方法。我希望你發現這項技術很有用,我期待看到更多的項目將3D打印和鋁型材梁的優勢融合到一起,這些項目既不能單獨完成。如果你對你的成績感到自豪,不要害羞通過我們的提示行告訴我們,或者作為我們的Hackday獎的入口。快樂的建筑!

 
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