Consejos de diseño para la impresión SLS 3D: Aumentar la fuerza, Exactitud & Eficiencia

Sinterización láser selectiva (SLSS) 3La impresión D es un cambio de juego para prototipos funcionales y producción de bajo volumen: crea complejo, piezas de alta resistencia sin estructuras de soporte, Uso de materiales duraderos comoPA12 yPA11. Pero incluso las mejores impresoras SLS no pueden arreglar una parte mal diseñada: Las paredes delgadas pueden deformarse, El polvo atrapado puede arruinar la funcionalidad, y la contracción ignorada puede romper las asambleas. La clave del éxito? Siguiendo probadoConsejos de diseño para la impresión SLS 3D. Esta guía se rompe 8 Estrategias procesables para optimizar sus diseños, con ejemplos del mundo real, datos, y soluciones a las trampas comunes, así que obtienes piezas que son fuertes, preciso, y listo para usar.

Por qué es importante el diseño de SLS (Y que sale mal sin eso)

El proceso único de SLS, el polvo de plástico para la interferencia con un láser, crea desafíos de diseño específicos que no enfrentará con el mecanizado FDM o CNC. Un mal diseño puede conducir a:

• Pandeo: Grandes superficies planas o espesores de pared desiguales trampa de trampa, haciendo que las piezas se doblen durante el enfriamiento (arriba a 4% contracción para PA12).
• Residuo de polvo: Piezas huecas o canales cerrados trampa en polvo sin intereser, Agregar peso y debilitar la pieza.
• Fragilidad: Paredes delgadas o características delgadas se rompen fácilmente durante el procesamiento posterior (P.EJ., ardor de arena) o usar.
• Problemas de ajuste: Piezas de apareamiento con muy poca distancia de fusible; Demasiados haz de los ensamblados sueltos.

Ejemplo: Una startup imprimió un engranaje PA12 con paredes delgadas de 0.4 mm. El engranaje deformado durante el enfriamiento y se rompió después 10 Rotaciones de prueba. Ajustando el diseño a paredes de 1.3 mm (según las mejores prácticas de SLS), el siguiente lote duró 500+ Rotaciones, no deformación, Sin rotura.

Consejo 1: Espesor de la pared maestra (Evite la deformación & Fragilidad)

El grosor de la pared es la base de las partes fuertes de SLS. Demasiado delgado, y las piezas deforman o crack; demasiado grueso, y el calor se acumula, causando estrés interno. Sigue estas reglas para hacerlo bien:

Pautas clave para el grosor de la pared SLS

Consejos profesionales para evitar errores:

• Mantenga el grosor consistente: Cambios repentinos (P.EJ., 1mm de pared a 3 mm de pared) crear puntos de estrés: use transiciones graduales.
• Reforzar áreas débiles: Agregue los refuerzos de 1 a 2 mm de espesor a las paredes delgadas (P.EJ., la base de un soporte) Para aumentar la fuerza.

Estudio de caso: Una compañía de dispositivos médicos diseñó una guía quirúrgica PA11 con paredes de 0.8 mm. 30% de las guías agrietadas durante la esterilización. Aumentar las paredes a 1.3 mm y agregar refuerzos redujo las tasas de falla al 0%: ahorrar $2,000 en reimpresiones.

Consejo 2: Diseño para una fácil eliminación de polvo (Sin residuos atrapados)

SLS no usa soportes: el polvo ininteresado llena piezas y canales huecos. Si no diseña formas de eliminar este polvo, va a:

• Agregar peso innecesario (arriba a 15% del peso total de la parte).
• Partes móviles de bloque (P.EJ., bisagras o engranajes).
• Debilitar la parte creando brechas internas.

Cómo optimizar la eliminación de polvo:

1. Agregar, agujeros de evacuación de polvo accesibles:
   • Diámetro mínimo: 3.5mm (Más grande es mejor: los agujeros de 5 mm aceleran la limpieza).
   • Coloque agujeros en lados opuestos de partes huecas (P.EJ., superior e inferior de un contenedor) Para crear flujo de aire.
2. Mantenga los canales internos suaves: Evite curvas afiladas o secciones estrechas (menos de 3 mm) esa trampa en polvo. Usar curvas graduales (radio ≥5 mm) Para facilitar la limpieza.
3. Evite las cavidades cerradas: Si necesitas una parte hueca, Nunca lo selle por completo, incluso un pequeño hoyo de 3.5 mm es mejor que ninguno.

Ejemplo: Un fabricante de drones imprimió una caja de batería PA12 con un solo orificio de polvo de 2 mm. Polvo compactado en el interior, Hacer el caso 10g más pesado de lo previsto. Rediseñar con dos agujeros de 5 mm déjelos eliminar 99% del polvo: ahorrar peso y mejorar la batería.

Consejo 3: Optimizar agujeros & Canales (Luchar contra la contracción)

Las piezas de SLS se encogen 3–4% durante el enfriamiento: más que FDM o CNC. Esta contracción es peor para agujeros y canales, que puede cerrarse parcialmente o convertirse en deformación. Use estos consejos para mantenerlos precisos:

Agujero & Reglas de diseño de canales:

Punto de datos: Las pruebas de Yigu muestran que los agujeros en forma de lágrima tienen 80% Menos contracción que los agujeros redondos para las piezas PA12: crítica para piezas que deben caber con tornillos o alfileres.

Consejo 4: Establezca un espacio libre adecuado para las piezas de apareamiento (No hay asambleas fusionadas)

Una de las mejores ventajas de SLS: Puede imprimir piezas completamente ensambladas (P.EJ., una bisagra con un alfiler) de una vez. Pero si la autorización está mal, Las piezas se fusionarán juntas (Muy poca autorización) o estar suelto (demasiado).

Pautas de autorización para piezas de apareamiento:

Para la punta:

Imprima un par de pruebas primero! El espacio libre SLS varía según el material: PA12 necesita un poco más de espacio libre (0.6mm) que PA11 (0.5mm). Una impresión de prueba de 5 minutos ahorra horas de reelaboración de ensamblajes completos.

Estudio de caso: Una compañía de juguetes imprimió un rompecabezas PA12 con espacio libre de 0.2 mm entre piezas. 90% de los rompecabezas fusionados juntos. Aumento del espacio libre a 0.5 mm deja que todas las piezas se separen fácilmente, sin más impresiones fallidas.

Consejo 5: Evite los grandes voladizos & Tramos sin apoyo

SLS no necesita soportes, Pero los voladizos (características que sobresalen de la parte principal) todavía caza o deforma debido a la gravedad y el calor residual. Esto es peor para grandes tramos o ángulos empinados..

Reglas de diseño de voladizo:

• Ángulo máximo del voladizo: ≤45 ° de la plataforma de compilación. Ángulos más pronunciados que 45 ° causa flacidez (P.EJ., Un voladizo de 60 ° tendrá un rugio, superficie desigual).
• Alcance máximo sin apoyo: ≤2 mm. Tramos más largos (P.EJ., 3mm) doblar durante la impresión.
• Use formas de autoportación: Reemplace los voladizos planos con arcos, cúpulas, o cements (30° ángulo) para distribuir peso de manera uniforme.

Ejemplo: Un diseñador de muebles imprimió un soporte de estante PA12 con un voladizo de 50 °. El voladizo hundido 0.8 mm, Haciendo el estante desigual. El rediseño del voladizo a 40 ° con un chaflán solucionó el problema: estantes perfectamente rectos cada vez.

Consejo 6: Tamaño Detalles pequeños correctamente (No hay logotipos borrosos)

SLS puede imprimir detalles finos (P.EJ., logotipos o texto en relieve), Pero las características de menor tamaño se vuelven borrosas o desgastadas durante el procesamiento posterior. Use estas pautas para mantener los detalles nítidos:

Reglas de tamaño de detalle pequeño:

• Texto/grabado en relieve: Altura mínima/profundidad de1mm. Detalles de menos de 1 mm de desgaste durante la arena de arena.
• Tamaño de fuente de texto: Mínimo2mm alto (Las fuentes sans-serif, como el trabajo arial, los serifs están demasiado bien y borrosas).
• Agregar ángulos de borrador: Texto inclinado o logotipos 5–10 ° de vertical. Esto los hace más duraderos y más fáciles de limpiar.

Estudio de caso: Un Keychains promocional PA12 impreso en marca con texto de 1,5 mm de altura. El texto estaba claro, pero 20% de los llaves perdió letras durante la arena. El aumento de la altura del texto a 2 mm y agregar un ángulo de borrador de 5 ° mantuvo el texto intacto: el 100% de los llaves se veían perfectos.

Consejo 7: Reforzar las características delgadas (Sin alfileres rotos)

Piezas delgadas (P.EJ., patas, varillas delgadas, o pequeñas pestañas) son propensos a romperse durante la impresión o el manejo. Las altas temperaturas de SLS debilitan estas características, haciéndolos quebradizos.

Reglas de características delgadas:

• Diámetro mínimo del pasador: 0.8mm (1MM+ se recomienda para durabilidad).
• Conectarse a la parte principal: Usar escudetes (soportes triangulares) para adjuntar características delgadas a la parte. Los buneses distribuyen el estrés y evitan la flexión.
• Imprimir paralelo a la plataforma de compilación: Características delgadas impresas verticalmente (Eje z) romper fácilmente. Imprimirlos horizontalmente (Eje x-y) para la fuerza.

Ejemplo: Una compañía electrónica imprimió un conector PA12 con pines de 0.7 mm. 40% de los alfileres se rompieron durante la asamblea. Aumentar los pines a 1 mm y agregar refuerzos redujo la ruptura al 2%: ahorrar $1,500 en piezas de repuesto.

Consejo 8: Tener en cuenta la contracción (Mantenga las tolerancias apretadas)

La contracción del 3 al 4% de SLS es inevitable, pero puede diseñar a su alrededor para mantener las piezas precisas. Esto es crítico para las piezas que deben adaptarse a otros componentes. (P.EJ., un engranaje que aparece con un motor).

Cómo manejar la contracción:

1. Escala su modelo CAD: Agregue 3–4% a todas las dimensiones (P.EJ., Una parte de 100 mm debe diseñarse como 103 mm). La mayoría del software CAD (Fusión 360, Solidworks) tiene una herramienta de escala para esto.
2. Tolerancias de enfoque en áreas críticas: Solo aplique tolerancias apretadas (± 0.3 mm) a las superficies de apareamiento (P.EJ., un agujero que se ajusta a un tornillo). Para áreas no críticas (P.EJ., la parte posterior de un soporte), Use tolerancias más sueltas (± 0.5 mm) Para ahorrar tiempo.
3. Utilice tamaños estándar: Agujeros de diseño y alfileres para que coincidan con los tamaños estándar de brote de perforación (P.EJ., 4mm, 5mm). Si la contracción hace que un agujero sea demasiado pequeño, Puede perforarlo en el tamaño posterior a la impresión.

Punto de datos: Las piezas de SLS tienen una tolerancia típica de ± 0.3 mm (o ± 0.3% del tamaño de la pieza)—Ance lo suficiente para la mayoría de las partes funcionales. Para tolerancias ultra-ajustes (± 0.1 mm), Use el postprocesamiento (P.EJ., agujeros para escaratar con un taladro).

SLS ESPECIFICACIONES DE LA Hoja de trucos

Use esta tabla para referencia rápidamente los límites de diseño de la clave para la impresión SLS 3D (Basado en los datos técnicos de Yigu):

La perspectiva de la tecnología de Yigu sobre los consejos de diseño de impresión 3D SLS

En la tecnología yigu, Guiamos a los clientes a convertir los desafíos de diseño de SLS en fortalezas. Para pi12 piezas, Priorizamos paredes de 1.3 mm y agujeros de polvo de 3.5 mm para evitar la deformación y los residuos. Para piezas de apareamiento, Probamos la autorización con pequeños prototipos antes de lotes completos. También ayudamos a escalar modelos CAD para contracción, crítica para piezas que necesitan ajustes precisos. Nuestro equipo utiliza la libertad de diseño de SLS para crear piezas complejas. (como estructuras de celosía) que FDM no puede hacer, mientras sigue estos consejos para mantenerlos fuertes y precisos. Para nosotros, El diseño de SLS no se trata solo de reglas, sino que se trata de hacer piezas que funcionan, último, y entregar valor.

Preguntas frecuentes sobre consejos de diseño para la impresión SLS 3D

1. ¿Puedo imprimir piezas SLS con paredes más delgadas que 0.6 mm??

Técnicamente si, Pero no se recomienda. Las paredes de menos de 0.6 mm son frágiles: se rompen fácilmente durante el postprocesamiento (P.EJ., ardor de arena) o usar. Para piezas funcionales, pegarse a 0.6 mm (con apoyo) o 1.3 mm (sin apoyo) Para garantizar la durabilidad.

2. ¿Cómo arreglo los residuos de polvo en canales difíciles de alcanzar??

Si el polvo está atrapado en canales estrechos, Prueba estas correcciones:

• Use aire comprimido (30–50 psi) para soplar residuos.
• Remoje la parte en agua tibia (40–50 ° C) para 10 Minutos: este polvo compactado de soltura.
• Rediseñar el canal con un diámetro mayor (≥3 mm) para futuras impresiones.

3. ¿Necesito escalar todas las piezas de SLS para contracción??

Sí: las piezas de SLS se encogen 3–4% independientemente del material. Incluso piezas pequeñas (P.EJ., 20pines mm) Necesita escala: Se debe diseñar un pasador de 20 mm como 20.6 mm (20mm + 3% contracción) terminar a 20 mm después de enfriar. La mayoría de los proveedores de servicios SLS (Como yigu) puede manejar el escala para ti, Pero es bueno contabilizarlo en su modelo CAD.