3د طباعة نموذج النموذج الأولي لعمود دليل الضوء: دليل خطوة بخطوة

إذا كنت مهندس منتج أو محترف مشتريات تعمل على المنتجات البصرية - مثل تركيبات إضاءة LED, التنظير الطبية, أو عرض الأجهزة - 3د طباعة نموذج النموذج الأولي لعمود دليل الضوء هو تغيير اللعبة. تحتاج أعمدة دليل الضوء إلى هياكل دقيقة لإجراء الضوء بكفاءة, والطباعة ثلاثية الأبعاد تتيح لك تحويل التصميمات بسرعة إلى نماذج أولية قابلة للاختبار, قطع وقت تطوير المنتج بواسطة 30-50% مقارنة بالطرق التقليدية. هذا الدليل يكسر كل مرحلة من مراحل العملية, مع الحالات الحقيقية والبيانات لمساعدتك على تجنب الأخطاء والحصول على نماذج أولية عالية الأداء.

1. ما هو النموذج الأولي لدليل الضوء المطبوع ثلاثي الأبعاد?

أولاً, دعونا نوضح الأساسيات: أ عمود دليل الضوء هو مكون ينقل الضوء من المصدر (مثل LED) إلى منطقة مستهدفة, باستخدام مبادئ الانكسار, انعكاس, وتناثر. يتيح لك النموذج الأولي ثلاثي الأبعاد لهذا الجزء اختبار:

• كيف يسافر الضوء من خلال التصميم (كفاءة توصيل الضوء).
• إذا كان الضوء ينتشر بالتساوي عبر سطح الخرج (توحيد الضوء).
• ما إذا كان النموذج الأولي يتناسب مع أجزاء أخرى (التوافق الميكانيكي).

على عكس التصنيع التقليدي (على سبيل المثال, صب الحقن), 3تتفوق الطباعة D هنا لأنه يمكن أن يخلق مسارات إضاءة داخلية معقدة - مثل الأخاديد الصغيرة أو المنشورات - يصعب القيام بها بطرق أخرى.

لماذا يهم: تستخدم شركة الإضاءة ذات مرة صب الحقن لجعل النموذج الأولي لعمود دليل الضوء. استغرق الأمر 4 أسابيع و \(2,000 للقالب. التحول إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد, حصلوا على نموذج أولي في 3 أيام ل \)150- دعهم اختبارهم 5 تكرارات التصميم في الوقت الذي استغرقته نموذجًا أوليًا تقليديًا.

2. عملية خطوة بخطوة للطباعة ثلاثية الأبعاد لنموذج النموذج الأولي لعمود دليل الضوء

العملية 5 المراحل الرئيسية - من الأهمية بمكان الحصول على نموذج أولي يعمل للاختبار. استخدم الجدول في المسرح 2.2 لاختيار المواد والإعدادات المناسبة.

2.1 تصميم & النمذجة: وضع الأساس لتدفق الضوء الأمثل

هذه المرحلة هي كل شيء عن التأكد من أن النموذج الأولي يجري الخفيفة جيدًا. اتبع هذه الخطوات:

1. اختر برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد: استخدم أدوات مثل SolidWorks, كاتيا, أو UG - يتيح لك تصميم الهياكل الداخلية الدقيقة (على سبيل المثال, أخاديد انعكاس الضوء).
2. دمج المبادئ البصرية:

• اجعل سطح مدخل خفيف سلس (ر 0.4-0.8 μM) للسماح لمزيد من الضوء بالدخول.
• أضف المنشورات الصغيرة (0.5-1طول مم) على طول مسار التوصيل الخفيف لتعكس الضوء إلى الأمام (يمنع فقدان الضوء).
• تصميم سطح مخرج خفيف مع الانتهاء قليلاً (إذا لزم الأمر) حتى توزيع الضوء.

3. تحقق من توافق المواد: تأكد من أن التصميم الخاص بك يعمل مع مادة الطباعة ثلاثية الأبعاد التي ستستخدمها (على سبيل المثال, لا تصنع ميزات صغيرة 0.1 مم إذا لم تتمكن المواد الخاصة بك من طباعة التفاصيل أصغر من 0.2 مم).

دراسة حالة: صممت شركة أجهزة طبية عمود دليل الضوء للمنظار ولكن نسيت تنعيم سطح المدخل. كان النموذج الأولي الأول له كفاءة توصيل الضوء فقط 65%. بعد إعادة تصميم المدخل إلى RA 0.6 μM, قفزت الكفاءة إلى 88%.

2.2 اختيار المواد & إعداد الطباعة

لا تعمل جميع مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد لأعمدة دليل الضوء - أنت بحاجة إلى تلك ذات الإرسال والدقة العالية. إليك تفاصيل بين أفضل الخيارات:

بعد اختيار مادة:

• تحويل الطراز ثلاثي الأبعاد الخاص بك إلى تنسيق STL أو OBJ (3تقرأ الطابعات D هذه).
• شريحة النموذج (تنقسم إلى طبقات) باستخدام برامج مثل Cura, وتوليد G-Code (تعليمات الطابعة).

2.3 3د الطباعة: شاشة للجودة

أثناء الطباعة, ركز على تجنب المشكلات التي تدمر أداء الضوء:

• طبقة اختلال: تحقق الأول 3-5 الطبقات - إذا تم إيقافها بأكثر من 0.1 مم, توقف وإعادة معايرة الطابعة. الطبقات غير المحسنة تسبب تسربات الضوء.
• فقاعات: استخدم آلة راتنجات الراتنج (لطابعات الراتنج) أو خيوط جافة (لطابعات FDM - انظر دليلنا على علاج رطوبة المواد ثلاثية الأبعاد) لمنع الفقاعات. فقاعات مبعثر الضوء, تقليل الكفاءة.
• علاج غير مكتمل (طابعات الراتنج): تأكد من أن ضوء الأشعة فوق البنفسجية في الكثافة الصحيحة (405نانومتر لمعظم الراتنجات) وعلاج كل طبقة ل 2-5 ثوان. الأجزاء تحت الالتهاب هشة ولها انتقال ضوئي ضعيف.

2.4 ما بعد المعالجة: زيادة الأداء & جماليات

ما بعد المعالجة غير قابلة للتفاوض لأعمدة دليل الضوء-تقتل الأسطح التوصيل الخفيف. اتبع هذه الخطوات:

1. إزالة الدعم: استخدم كماشة أو أداة إزالة الدعم - لطيفة لتجنب خدش النموذج الأولي (الخدوش تسبب فقدان الضوء).
2. الصنفرة & تلميع:

• الرمال مع ورق الصنفرة 400 شهية أولا, ثم 800 درجة, لتنعيم الأسطح.
• تلميع بقطعة قماش من الألياف الدقيقة والتلميع البلاستيكي (ل PLA/PETG) أو البولندية الراتنج (لراتنجات مقاوم الضوء) حتى يضيء السطح.

3. طلاء اختياري: أضف طلاءًا رفيعًا مضادًا للانعكاس (0.5-1ميكرون سميكة) إلى أسطح المدخل/المخرج - يمكن أن يعزز هذا الإرسال بالضوء بواسطة 5-10%.

2.5 اختبار وظيفي & تحسين التصميم

اختبر النموذج الأولي للتأكد من تحقيق أهدافك. ركز على هذه الاختبارات الرئيسية الثلاثة:

1. كفاءة توصيل الضوء: استخدم عداد Lux لقياس مدخلات الضوء (في المدخل) والإخراج (في المنفذ). تهدف إلى الكفاءة أعلاه 80% بالنسبة لمعظم التطبيقات.
2. توحيد الضوء: ضع النموذج الأولي تحت مصدر للضوء واستخدم الكاميرا (مع تطبيق عداد الضوء) للتحقق مما إذا كان الضوء ينتشر بالتساوي عبر المنفذ. ابحث عن البقع الداكنة - فهذا يعني أن التصميم يحتاج إلى تعديلات (على سبيل المثال, إضافة المزيد من المنشورات).
3. المتانة الميكانيكية: للأجزاء التي تحتاج إلى تحمل الاستخدام (على سبيل المثال, إضاءة في الهواء الطلق), اختبار المرونة (ثني النموذج الأولي 10-20 مرات) والمقاومة تأثير (إسقاطه من 1M على سطح ناعم).

للنصيحة: إذا كانت الكفاءة منخفضة, حاول ضبط زاوية المنشور في التصميم الخاص بك (على سبيل المثال, التغيير من 45 درجة إلى 50 درجة). فعل العميل هذا ورأى ارتفاع الكفاءة 75% ل 86%.

3. المزايا الفنية & تحديات عمود دليل الإضاءة المطبوعة ثلاثية الأبعاد

إن فهم إيجابيات وسلبيات يساعدك على التخطيط بشكل أفضل:

3.1 المزايا الرئيسية

• النماذج الأولية السريعة: احصل على نموذج أولي 1-3 أيام (مقابل. 2-4 أسابيع للطرق التقليدية).
• مرونة التصميم: طباعة الهياكل الداخلية المعقدة (على سبيل المثال, مسارات الضوء الحلزوني) هذا صب الحقن لا يمكن أن يصنع.
• وفورات التكلفة: لا قوالب باهظة الثمن - مثالية للاختبار 5-10 تكرارات التصميم دون كسر البنك.

3.2 التحديات الشائعة

• خيارات المواد المحدودة: عدد قليل من المواد لديها كل من انتقال الضوء والمتانة عالية (على سبيل المثال, الراتنج دقيق ولكنه هش).
• عبء العمل بعد المعالجة: يمكن أن تأخذ التلميع 2-4 ساعات لكل نموذج أولي-تستهلك الوقت للدفعات الكبيرة.
• التحكم في الممتلكات البصرية: من الصعب الحصول عليها 100% توحيد الضوء الثابت عبر نماذج أولية متعددة (تؤثر الاختلافات الطفيفة في الطباعة على الأداء).

4. حالات تطبيق الصناعة

3يتم استخدام النماذج الأولية لعمود دليل الضوء المطبوع في ثلاثة حقول رئيسية:

1. إضاءة: استخدمت شركة المصباح LED الطباعة ثلاثية الأبعاد لاختبار عمود دليل الضوء بتصميم منحني. يتيح لهم النموذج الأولي تأكيد انتشار الضوء 30% بشكل متساوٍ من تصميمهم القديم المستقيم-يستخدمون الآن هذا التصميم في المصباح الأكثر مبيعًا.
2. الأجهزة الطبية: قام فريق بتطوير منظار endroscopes ثلاثي الأبعاد طباعة عمود دليل الضوء الصغير (5قطر مم). النموذج الأولي مناسب تمامًا في المنظار وكان 92% كفاءة توصيل الضوء - حرجة للصور الواضحة أثناء الجراحة.
3. عروض: اختبر صانع الهواتف الذكية نموذجًا أوليًا لعمود دليل الضوء لإضاءة الشاشة الخلفية الخاصة بهم. أظهر الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد أنه يمكنهم تقليل سمك الشاشة بمقدار 0.5 ملم (فوز كبير للتصميمات النحيفة).

عرض تقنية Yigu على الطباعة ثلاثية الأبعاد لنموذج النموذج الأولي لعمود دليل الضوء

في Yigu Technology, لقد دعمنا 200+ العملاء في التحسين 3د طباعة نموذج النموذج الأولي لعمود دليل الضوء. نعتقد أن أكبر نقطة الألم هي تحقيق التوازن بين الدقة والسرعة - الفرق المتساقطة للطباعة, مما يؤدي إلى ضعف الأداء البصري. حلنا: قوالب التقطيع المخصصة لكل مادة (على سبيل المثال, الراتنج مقابل. Petg) هذا الارتفاع والسرعة المحددة مسبقًا. هذا يقطع وقت الطباعة بواسطة 20% مع الحفاظ على الدقة عند ± 0.03mm. نوصي أيضًا بالاقتران بعد المعالجة مع خدمة الطلاء المضادة للانتعاش لزيادة كفاءة الضوء من خلال ما يصل إلى 12%.

التعليمات

1. كم من الوقت يستغرق طباعة النموذج الأولي لعمود دليل الضوء?

ذلك يعتمد على الحجم والمواد: نموذج أولي صغير (10x5x20mm) في الراتنج يأخذ 4-6 ساعات. أكبر واحد (50x10x50mm) في Petg يأخذ 12-16 ساعات (بما في ذلك ما بعد المعالجة).

2. يمكن استخدام النماذج الأولية لعمود دليل الضوء المطبوع ثلاثي الأبعاد في المنتجات النهائية?

عادة لا - النماذج المهنية للاختبار. ولكن بالنسبة للمنتجات ذات الحجم المنخفض (على سبيل المثال, الأدوات الطبية المخصصة), يمكن أن تعمل النماذج الأولية للراتنج إذا نجحت في اختبارات المتانة (لقد كان لدينا عملاء يستخدمونها 6+ شهور).

3. ما هي تكلفة نموذج عمود دليل الضوء المطبوع ثلاثي الأبعاد?

تكلفة النماذج الراتنج \(50-\)150 (صغير إلى متوسط ​​الحجم). النماذج الأولية PLA/PETG أرخص - (20-\)80- تكاليف المواد أقل ووقت الطباعة أقصر.