Conseils de conception pour l'impression SLS 3D: Stimuler la force, Précision & Efficacité

Frittage laser sélectif (SLS) 3L'impression D change la donne pour les prototypes fonctionnels et la production à faible volume - il crée un complexe, pièces à haute résistance sans structures de support, Utilisation de matériaux durables commePA12 etPA11. Mais même les meilleures imprimantes SLS ne peuvent pas réparer une partie mal conçue: Les murs minces peuvent se déformer, La poudre piégée peut ruiner la fonctionnalité, et le retrait ignoré peut casser les assemblages. La clé du succès? SuivantConseils de conception pour l'impression SLS 3D. Ce guide tombe en panne 8 stratégies exploitables pour optimiser vos conceptions, avec des exemples du monde réel, données, and solutions to common pitfalls—so you get parts that are strong, précis, et prêt à l'emploi.

Why SLS Design Matters (And What Goes Wrong Without It)

SLS’s unique process—sintering plastic powder with a laser—creates specific design challenges you won’t face with FDM or CNC machining. A bad design can lead to:

• Gauchissement: Large flat surfaces or uneven wall thicknesses trap heat, causing parts to bend during cooling (jusqu'à 4% shrinkage for PA12).
• Powder Residue: Hollow parts or closed channels trap unsintered powder, adding weight and weakening the part.
• Fragilité: Les murs minces ou les caractéristiques minces se brisent facilement pendant le post-traitement (Par exemple, sable) ou utiliser.
• Faire des problèmes: Pièces d'accouplement avec trop peu de fusible de dédouanement ensemble; Trop en fait des assemblages.

Exemple: Une startup a imprimé un équipement PA12 avec des murs minces de 0,4 mm. L'équipement s'est déformé pendant le refroidissement et s'est cassé après 10 rotations de test. En ajustant la conception à des murs de 1,3 mm (par SLS Best Practices), Le lot suivant a duré 500+ Rotations - pas de déformation, pas de rupture.

Conseil 1: Épaisseur du mur maître (Évitez la déformation & Fragilité)

L'épaisseur de paroi est le fondement des pièces SLS fortes. Trop mince, et des pièces se déforment ou fissure; trop épais, Et la chaleur se construit, provoquant un stress interne. Suivez ces règles pour bien faire les choses:

Directives clés pour l'épaisseur du mur SLS

Conseils pro pour éviter les erreurs:

• Garder l'épaisseur cohérente: Changements soudains (Par exemple, 1mur mm au mur de 3 mm) Créer des points de contrainte - Utilisez des transitions progressives.
• Renforcer les zones faibles: Ajouter des raidisseurs de 1 à 2 mm d'épaisseur aux murs fins (Par exemple, la base d'un support) Pour augmenter la force.

Étude de cas: A medical device company designed a PA11 surgical guide with 0.8mm walls. 30% des guides fissurés pendant la stérilisation. Increasing walls to 1.3mm and adding stiffeners reduced failure rates to 0%—saving $2,000 en réimpression.

Conseil 2: Conception pour un retrait de poudre facile (Pas de résidu piégé)

SLS doesn’t use supports—unsintered powder fills hollow parts and channels. If you don’t design ways to remove this powder, ce sera:

• Add unnecessary weight (jusqu'à 15% of the part’s total weight).
• Block moving parts (Par exemple, hinges or gears).
• Weaken the part by creating internal gaps.

How to Optimize Powder Removal:

1. Add large, accessible powder evacuation holes:
   • Diamètre minimum: 3.5MM (plus grand est meilleur - 5 mm trous accélèrent le nettoyage).
   • Placer les trous sur les côtés opposés des pièces creuses (Par exemple, en haut et en bas d'un conteneur) Pour créer un flux d'air.
2. Gardez les canaux internes lisses: Évitez les virages aigus ou les sections étroites (sous 3 mm) Cette poudre de piège. Utiliser des courbes progressives (rayon ≥5 mm) pour un nettoyage facile.
3. Évitez les cavités fermées: Si vous avez besoin d'une partie creuse, Ne le scellez jamais complètement - même un petit trou de 3,5 mm est meilleur que rien.

Exemple: Un fabricant de drones a imprimé un boîtier de batterie PA12 avec un seul trou de poudre de 2 mm. Poudre compactée à l'intérieur, Rendre le cas 10g plus lourd que prévu. La refonte avec deux trous de 5 mm, laissez-les retirer 99% de la poudre - économiser le poids et améliorer l'ajustement de la batterie.

Conseil 3: Optimiser les trous & Canaux (Combattre le rétrécissement)

Les pièces SLS rétrécissent 3 à 4% pendant le refroidissement - plus que FDM ou CNC. Ce retrait est pire pour les trous et les canaux, qui peut fermer partiellement ou devenir déformée. Utilisez ces conseils pour les garder précis:

Trou & Règles de conception des canaux:

Point de données: Les tests de Yigu montrent que les trous en forme de larme ont 80% moins de retrait que les trous ronds pour les pièces PA12 - critique pour les pièces qui doivent s'adapter avec des vis ou des épingles.

Conseil 4: Définir le jeu approprié pour les pièces d'accouplement (Pas d'assemblages fusionnés)

L'un des meilleurs avantages de SLS: Vous pouvez imprimer des pièces entièrement assemblées (Par exemple, une charnière avec une épingle) en une seule fois. Mais si l'autorisation est erronée, Les pièces fusionnent soit ensemble (Trop peu de dégagement) Ou être lâche (trop).

Lignes directrices de dégagement pour les pièces d'accouplement:

Pour la pointe:

Imprimez d'abord une paire de tests! Le dégagement SLS varie selon le matériau - PA12 a besoin d'un peu plus de dégagement (0.6MM) que PA11 (0.5MM). Un imprimé d'essai de 5 minutes permet d'économiser des heures de remaniement des assemblages complets.

Étude de cas: Une entreprise de jouets a imprimé un puzzle PA12 avec un dégagement de 0,2 mm entre les pièces. 90% des puzzles fusionnés ensemble. Augmentation du dégagement à 0,5 mm, laissez toutes les pièces se séparer facilement - non plus d'impressions échouées.

Conseil 5: Évitez de grands surplombs & Des portes non soutenues

SLS n'a pas besoin de supports, Mais des surplombs (Caractéristiques qui sortent de la partie principale) toujours s'affaisser ou se déformer en raison de la gravité et de la chaleur résiduelle. C'est le pire pour les grandes portées ou les angles raides.

Règles de conception de surplomb:

• Angle de surplomb maximum: ≤45 ° de la plate-forme de construction. Les angles plus raides que 45 ° provoquent un affaissement (Par exemple, Un surplomb de 60 ° aura un, surface inégale).
• Span maximum non pris en charge: ≤2 mm. Des portes plus longues (Par exemple, 3MM) se plier pendant l'impression.
• Utilisez des formes autonomes: Remplacer les surplombs plats par des arches, dômes, ou chamfreurs (30° Angle) Pour répartir uniformément le poids.

Exemple: Un concepteur de meubles a imprimé un support d'étagère PA12 avec un surplomb de 50 °. Le surplomb a affaibli 0,8 mm, rendre l'étagère inégale. La refonte du surplomb à 40 ° avec un chanfrein a résolu le problème - les étagères parfaitement droites à chaque fois.

Conseil 6: Taille des petits détails correctement (Pas de logos flous)

SLS peut imprimer de beaux détails (Par exemple, Logos ou texte en relief), Mais les caractéristiques sous-dimensionnées deviennent floues ou s'usent pendant le post-traitement. Utilisez ces directives pour garder les détails nets:

Petites règles de taille de détail:

• Texte en relief / gravures: Hauteur / profondeur minimale de1MM. Détails de moins de 1 mm s'use pendant le sable.
• Taille de la police de texte: Minimum2MM grand (Les polices sans-serif comme le travail arial le mieux - les lerifs sont trop fins et floues).
• Ajouter des angles de projet: Texte inclinable ou logos 5–10 ° à partir de la verticale. Cela les rend plus durables et plus faciles à nettoyer.

Étude de cas: Un PA12 PA12 imprimé avec un texte de 1,5 mm de haut. Le texte était clair, mais 20% des porte-clés ont perdu des lettres pendant le sable. L'augmentation de la hauteur du texte à 2 mm et l'ajout d'un angle de tirage de 5 ° ont maintenu le texte intact - 100% des clés étaient parfaits.

Conseil 7: Renforcer les fonctionnalités minces (Pas d'épingles cassées)

Parties minces (Par exemple, broches, tiges minces, ou petits onglets) sont sujets à la rupture pendant l'impression ou la manipulation. Les températures élevées de SLS affaiblissent ces caractéristiques, les rendre fragiles.

Règles de fonctionnalité minces:

• Diamètre minimum de la broche: 0.8MM (1MM + est recommandé pour la durabilité).
• Connectez-vous à la partie principale: Utiliser des goussets (Supports triangulaires) Pour attacher des fonctionnalités élancées à la pièce. Les goussets distribuent un stress et empêchent la flexion.
• Imprimer parallèle à la plate-forme de construction: Fonctionnalités minces imprimées verticalement (Axe z) casser facilement. Imprimez-les horizontalement (Axe x-y) pour la force.

Exemple: Une entreprise d'électronique a imprimé un connecteur PA12 avec des broches de 0,7 mm. 40% des épingles cassées pendant l'assemblage. Augmenter les broches à 1 mm et l'ajout de goussets ont réduit la rupture à 2% - enregistrer $1,500 dans les pièces de remplacement.

Conseil 8: Compte pour le retrait (Gardez les tolérances serrées)

Le retrait de 3 à 4% de SLS est inévitable, mais vous pouvez concevoir autour de lui pour garder les pièces précises. Ceci est essentiel pour les pièces qui doivent s'adapter avec d'autres composants (Par exemple, Un équipement qui s'accouple avec un moteur).

Comment gérer le retrait:

1. Échec de votre modèle CAO: Ajouter 3 à 4% à toutes les dimensions (Par exemple, Une pièce de 100 mm doit être conçue comme 103 mm). La plupart des logiciels CAO (Fusion 360, Solide) a un outil de mise à l'échelle pour cela.
2. Tolérances de concentration sur les zones critiques: Appliquer uniquement des tolérances serrées (± 0,3 mm) à des surfaces d'accouplement (Par exemple, un trou qui s'adapte à une vis). Pour les zones non critiques (Par exemple, le dos d'un support), Utilisez des tolérances plus lâches (± 0,5 mm) Pour gagner du temps.
3. Utiliser des tailles standard: Design trous et épingles pour correspondre aux tailles de bit de forage standard (Par exemple, 4MM, 5MM). Si le rétrécissement rend un trou trop petit, you can drill it to size post-print.

Point de données: SLS parts have a typical tolerance of ±0.3mm (or ±0.3% of the part size)—good enough for most functional parts. For ultra-tight tolerances (± 0,1 mm), use post-processing (Par exemple, reaming holes with a drill).

SLS Design Specifications Cheat Sheet

Use this table to quickly reference key design limits for SLS 3D printing (based on Yigu’s technical data):

Perspective de la technologie Yigu sur les conseils de conception d'impression 3D SLS

À la technologie Yigu, Nous guidons les clients pour transformer les défis de conception SLS en forces. Pour les pièces PA12, Nous priorisons les murs de 1,3 mm et les trous de poudre de 3,5 mm pour éviter la déformation et les résidus. Pour les pièces d'accouplement, Nous testons le dégagement avec de petits prototypes avant les lots complets. Nous aidons également à évoluer les modèles de CAO pour le retrait - critique pour les pièces qui ont besoin de crises précises. Notre équipe utilise la liberté de conception de SLS pour créer des pièces complexes (comme les structures de réseau) ce fdm ne peut pas faire, tout en suivant ces conseils pour les garder forts et précis. Pour nous, La conception SLS ne concerne pas seulement les règles - il s'agit de fabriquer des pièces qui fonctionnent, dernier, et livrer de la valeur.

FAQ sur les conseils de conception pour l'impression SLS 3D

1. Puis-je imprimer des pièces SLS avec des murs plus fins que 0,6 mm?

Techniquement oui, Mais ce n'est pas recommandé. Les murs de moins de 0,6 mm sont cassants - ils se cassent facilement pendant le post-traitement (Par exemple, sable) ou utiliser. Pour les pièces fonctionnelles, rester à 0,6 mm (avec soutien) ou 1,3 mm (sans soutien) Pour assurer la durabilité.

2. Comment réparer les résidus de poudre dans les canaux difficiles d'accès?

Si la poudre est piégée dans des canaux étroits, Essayez ces correctifs:

• Utilisez de l'air comprimé (30–50 psi) Pour souffler les résidus.
• Tremper la pièce dans l'eau tiède (40–50 ° C) pour 10 Minutes - ce qui desserre la poudre compactée.
• Repenser le canal avec un diamètre plus grand (≥3 mm) pour les futures impressions.

3. Dois-je mettre à l'échelle toutes les pièces SLS pour le retrait?

Oui, les pièces SLS diminuent 3 à 4% quel que soit le matériel. Même de petites pièces (Par exemple, 20broches MM) Besoin d'échelle: Une broche de 20 mm doit être conçue comme 20,6 mm (20MM + 3% rétrécissement) Pour finir à 20 mm après avoir refroidi. La plupart des fournisseurs de services SLS (Comme Yigu) peut gérer la mise à l'échelle pour vous, Mais c'est bon de le rendre compte dans votre modèle CAO.