使用 LPBF 和 FDM 3D 打印技术设计和制造定制帽子

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激光粉床融合 (LPBF) 是一种 3D 打印技术,利用光纤激光器对细金属粉末进行微焊接以生成固体金属部件。 这种方法应用于许多行业(例如石油和天然气、核能、汽车和航空),允许制造商生产用于研发的零件。 LPBF 技术可以生产现场可用的零件,从而减少交货时间和供应链问题。 在本文中,了解我如何使用 316 不锈钢在 XM200G Xact金属3D打印机 以及一个定制的压模来帮助完成这一过程。 该项目在五个小时内完成,包括打印零件和组装。

设计过程

首先,使用 扎实的作品,我在一个草图中设计了 GoEngineer 徽标,并将轮廓挤压到两毫米,形成一个实体数字部件。 (图1)

在 SOLIDWORKS 中设计的 GoEngineer 徽标

图1:设计标志

在勾画徽标轮廓时,请务必注意尺寸; 目标是将其放置在帽子的前面。 我用卡尺测量了正面,并确定该项目的宽度为 50 毫米(约 1.97 英寸)。 (图2)

3D打印帽子设计

图 2:带卡尺的帽子

有了这些信息和我设计的零件,我开始制作冲压模具。 压模的主要功能是将形状塑造成帽子的自然曲线。 这是一个由两部分组成的组件,其中徽标放置在模具内以控制弯曲。 (图3)

冲压模具的工作原理

图 3:冲压模具

印刷过程

设计完成后,我将徽标导出为STEP文件到 物质化魔法 并用网格图案支撑它(图 4),为我们的 LBPF 3D 打印机做好准备。 由于 316 不锈钢材料易于印刷且具有延展性,因此在此过程中使用了 316 不锈钢材料。

Materialise Magics 3D 打印帽子标志

图 4:316 不锈钢材质

压模印刷在 Stratasys F370 采用ABS-CF10材质。 ABS-CF10 是制造领域固定装置和夹具的绝佳替代品。 为了获得最大强度,我使用了厚墙并将其指定为实体。 (图5)

用于定制帽子设计的 ABS-CF10 Stratasys 材料

图 5:ABS-CF10 零件

打印完部件后,将它们移除、清洁并准备使用。

316 不锈钢材质 GoEngineer 徽标

图 6:316 不锈钢帽子标志

采用 Stratasys ABS-CF10 材料的模压机

图7: ABS-CF10 冲压模具

制造过程

将冲压模具夹在虎钳中并缓慢拧紧,迫使金属印刷品形成冲压模具的轮廓,从而形成弯曲的零件。 此步骤至关重要,可确保零件与帽子前部正确配合。

Stratasys ABS-CF10 虎钳冲压模具

图 8:组装好的零件和模具

零件形成后,将徽标用织物粘在正面,从而完成该项目。

使用 LPBF 和 FDM 3D 打印技术设计和制造定制帽子


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