Projektowanie CAD · połączenia · parametry

Modeluj z zamiarem

Dobry CAD pod druk zaczyna się od połączeń — powierzchni, które stykają się z innymi częściami, przenoszą obciążenie lub muszą się poruszać. Najpierw modeluj je, nadaj im nazwy, a kontur niech podąża za nimi.

Krótkie streszczenie

Większość prototypów, które potrzebują czwartej wersji, rysowano od zewnątrz do środka: najpierw ładny kontur, a potem otwory i wycięcia wciskane później. Odwróć kolejność, a model zacznie pracować dla Ciebie.

Start
Wypisz każdy styk, jaki tworzy część.
Nazwij
Zamień każdy styk w parametr.
Kształt
Zbuduj korpus wokół tych wartości.
Weryfikacja
Wydrukuj kupon przed całą częścią.

Zacznij od powierzchni styku

Zanim narysujesz choćby jeden profil, zapisz, czego dotyka część. Wspornik półki dotyka ściany, dwóch śrub i półki. Klapka baterii dotyka krawędzi obudowy, zatrzasku i kciuka. Każdy styk to ograniczenie projektowe z przypisaną liczbą — średnicą śruby, minimalną grubością ścianki, luzem — i te liczby powinny istnieć w modelu, zanim powstanie kontur.

W Autodesk Fusion oznacza to tabelę parametrów; w Onshape zmienne lub konfigurację; w FreeCAD arkusz sterujący szkicami; w SolidWorks zmienne globalne i równania; w OpenSCAD po prostu zmienne na początku pliku. Nazywaj je według funkcji: screw_clearance, lid_gap, wall_min. Gdy wydruk testowy wyjdzie ciasny, zmieniasz jedną wartość, a wszystkie zależne elementy się aktualizują. Na tym polega cel modelowania parametrycznego i działa to tylko wtedy, gdy ważne wymiary nazwano od pierwszego dnia.

Projektuj z myślą o dyszy, nie o ekranie

Dysza 0.4 mm zwykle układa linie o szerokości około 0.42–0.45 mm. Ściana zamodelowana na niewygodnym ułamku tej wartości — powiedzmy 1.1 mm — zmusza slicer do wypełniania szczelin cienkimi, słabymi ścieżkami albo zostawienia pustek. Modeluj ściany nośne jako czyste wielokrotności szerokości linii, na przykład 0.9, 1.3 lub 1.7 mm, i sprawdź podgląd w slicerze, czy obwody są pełne.

Grawitacja to drugie ograniczenie, którego ekran nie pokazuje. Nawisy bardziej strome niż około 45° od pionu wymagają podpór lub przeprojektowania. Na krawędziach przylegających do stołu fazka 45° drukuje się czysto, a zaokrąglenie zaczyna się jako poziomy nawis i opada. Poziome otwory lepiej drukują się jako kropla lub z płaskim dachem. Krótkie mostki o długości kilku centymetrów zwykle są w porządku przy dobrym chłodzeniu; dłuższe przęsła wymagają własnego paska testowego.

Szerokość linii 0.45 mmŚciany ×3 = 1.35 mmNawis ≤ 45°Fazka stołu 0.5 mm

Traktuj tolerancję jako zmierzoną wartość

Norma ISO 286 definiuje słownictwo pasowań inżynierskich — luzu, pasowania przejściowego i wcisku — dla wałów i otworów obrabianych skrawaniem. Druk FDM nie zapewnia tych klas dokładności, ale to słownictwo nadal jest przydatne: zdecyduj, czy każde połączenie ma się przesuwać, obracać, ustalać czy wciskać, a potem znajdź luz, jaki Twoja drukarka musi osiągnąć.

Miękko oświetlony render 3D wydrukowanego kuponu testowego tolerancji z rzędem kołków i otworów opisanych luzami od 0.10 do 0.40 milimetra

Luzy 0.10–0.40 mmKrok 0.05 mmCzas wydruku ≈ 20 min

Kupon tolerancji kosztuje kilka minut i zastępuje zgadywanie wartościami Twojej własnej drukarki.

Wydrukuj kupon z kołkami i otworami o luzie 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 i 0.40 mm na stronę, z tym samym materiałem, orientacją i ustawieniami co rzeczywista część. Zapisz, które pary wchodzą na wcisk, które się przesuwają, a które obracają swobodnie. Ten zapis jest wynikiem pomiaru. Stwierdzenie „powinno być 0.2 mm” jest założeniem, a zmienia się przy każdym materiale, dyszy i profilu slicera.

Otwory zwykle drukują się za małe. Slicer przybliża łuki odcinkami prostymi, a zewnętrzna linia otworu zapada się do wewnątrz. Wiele slicerów oferuje kompensację otworów lub osi XY, ale stosuj ją po skalibrowaniu przepływu, a nie zamiast niego — w przeciwnym razie ukrywasz jeden błąd za drugim.

Założenie kontra wynik: w notatkach prowadź dwie kolumny. Wartości skopiowane z postu na forum lub z karty katalogowej trafiają do pierwszej. Wartości zmierzone na własnych wydrukach trafiają do drugiej. Tylko druga kolumna powinna decydować o ostatecznym modelu.

Sprawdzaj montaż na widoku rozstrzelonym

Złożenie scalone w jeden bryłę może wyglądać idealnie, a mimo to być niemożliwe do złożenia. Przed drukiem rozstrzel je w CAD. Sprawdź, czy każda część ma prostą drogę wsunięcia, czy wkrętak sięga do każdego łącznika, czy wkładki termowtapiane można wcisnąć bez uderzania grotu lutownicy w ściankę oraz czy kolejność montażu ma sens. Fusion i Onshape obsługują złożenia z połączeniami lub relacjami, co pozwala też sprawdzić zakres ruchu zawiasów i suwaków.

Render widoku rozstrzelonego wydrukowanego wspornika półki pokazujący korpus wspornika, wkładki termowtapiane, śruby M4 i płytę ścienną rozsunięte wzdłuż osi montażu

4 częściWkładki termowtapiane M4Oś montażu Z

„Jeśli nie potrafisz wyjaśnić drogi obciążeń szkicem ołówkiem, model CAD też tego nie wyjaśni.”Zasada warsztatu, rev C

Lista kontrolna modelu przed drukiem

  1. Każdy wymiar pasowania jest nazwanym parametrem, a nie wpisaną na sztywno liczbą.
  2. Ściany przenoszące obciążenie mają grubość będącą czystą wielokrotnością szerokości linii, z co najmniej trzema obwodami.
  3. Główne obciążenie biegnie wzdłuż warstw, a nie w poprzek, w zamierzonej orientacji wydruku.
  4. Krawędzie przylegające do stołu są sfazowane; nawisy pozostają w granicach 45° lub poniżej.
  5. Luzy pochodzą z własnego kuponu wykonanego z tego samego materiału.
  6. Widok rozstrzelony potwierdza drogi montażu i dostęp narzędzi.

Do zasad inżynierskich dotyczących dróg obciążeń i koncentracji naprężeń nadal dobrym źródłem jest Shigley's Mechanical Engineering Design. Dla geometrii typowej dla druku testuj własną drukarkę i ufaj wynikom bardziej niż jakiejkolwiek ogólnej regule — także naszej. Następnie wybierz materiał odpowiedni do zadania w Materiał przed kolorem.