3D Basılı Parçalar İçin Delikler Nasıl Tasarlanır: Boyut, Tolerans ve Pratik İpuçları

Bu kılavuz reçine, naylon, FDM ve metal 3D baskıdaki deliklerin boyutunu, toleransını ve şekil tasarımını tanıtmaktadır. Parçalarınızın ilk montajdan itibaren düzgün bir şekilde takılmasına ve çalışmasına yardımcı olur.

Deliğin İşleviyle Başlayın

Açıklık Delikleri ve Montaj Delikleri

3D baskılı parçalardaki delikler farklı amaçlara hizmet eder, dolayısıyla tasarımın odak noktası da farklıdır. Açıklık deliklerinin yalnızca vidaların veya pimlerin sorunsuz bir şekilde geçmesine izin vermesi gerekir. Montaj delikleri yük taşır ve kuvvet altında konumlarını korur. İki parçayı tam olarak hizalamak için yerleştirme delikleri kullanılır. En ufak bir boşluk bile tüm montajı etkileyebilir. Dübel delikleri ve dişli deliklerin kendi uyum ve yüzey gereksinimleri vardır.

Önce Gerekli Uyumu Tanımlayın

Bir delik çapı atamadan önce, öncelikle ihtiyaç duydukları montaj tipini bulmalısınız.

• Serbest uyum: Birleşen parçalar serbestçe hareket edebilir ve aralarında boşluklar olabilir.
• Kayar uyum: Birleşen parçalar, gözle görülür bir boşluk olmadan düzgün bir şekilde hareket eder.
• Presle geçirme: Birleşen parçalar birbirine yerleştirilir ve sürtünmeyle tutulur.
• Sabit uyum: İki parça, genellikle yapıştırıcı veya bağlantı elemanlarıyla kalıcı olarak sabitlenir.

Önce deliğin montaj tipini belirleyin, ardından delik çapına geri dönün. Başlangıçta rastgele bir çap seçmeyin. Delik çapı ayarlandıktan sonra tolerans, baskı yönü ve proses seçimi de bir temel oluşturur.

Doğru Delik Boyutunu Seçin

3D Baskılı Bir Delik Ne Kadar Küçük Olabilir?

Çoğu 3D baskı işlemi teknik olarak bazen 1 milimetrenin altında çok küçük delikler üretebilir. Ancak gerçek tasarım doğrudan bu sayıya atıfta bulunamaz. Delik boyutu sınırlarının üç düzeyde dikkate alınması önerilir.

• Minimum yazdırılabilir delik çapı: ekipmanın çözebileceği en küçük açıklık.
• Minimum güvenilir delik çapı: Tutarlı ve istikrarlı bir şekilde yazdırılabilen delik boyutu. Çoğu işlem için bu, 1,5 ila 2 milimetre civarındadır.
• Minimum işlevsel delik çapı: Vidaların, pimlerin veya kabloların düzgün şekilde geçmesine izin veren en küçük boyut. Gerçek alt sınır donanımın kendisi tarafından belirlenir.

Bir delik teknik olarak yazdırılabilir olabilir ancak çok az kapalı malzeme kalmışsa veya parçalar bir partiden diğerine farklılık gösteriyorsa, fiili kullanımda yine de başarısız olabilir. Bu nedenle seri üretime yönelik tasarım oluştururken spesifikasyondaki minimum boyutu kullanmak yerine güvenilir ve işlevsel delik boyutlarından bahsetmek daha doğru olacaktır.

Neden Küçük Delikler Daha Küçük Yazdırılır?

Yazdırma sonrasındaki küçük delikler genellikle CAD dosyasında gösterilen boyuttan daha küçüktür. Sebepler malzemeyi, süreci ve son işlemleri içerir.

• Reçine ve toz malzemeler kürlenme veya erime sırasında hafifçe büzülür.
• Yazdırılan her katman çevre üzerinde küçük adımlar oluşturur ve bu da delik çapını azaltır.
• Deliğin içinde tam olarak kürlenmemesi reçinenin kürlenmemiş halde kalmasına neden olabilir.
• Termal büzülme, küçük detaylarda büyük detaylara göre daha belirgindir.
• Deliğin içindeki toz veya reçine kalıntısı kullanılabilir çapı sessizce azaltır.
• Kumlama, kaplama veya cilalama gibi son işlemler birkaç mikronu daha kaldırabilir.

Bir Delik Ne Zaman Büyütülmeli

Bazen deliği büyütmek, boyutu daraltmaktan daha uygundur. Aşağıdaki ortak delik türleri, başlangıçtan itibaren ekstra alan verildiğinde daha iyidir.

• Delikleri vidalayın: bağlantı elemanını kendi açıklığını kesmeye zorlamaktan kaçının.
• Kablo geçiş delikleri: yalnızca tel çapına göre değil, konnektör boyutuna göre tasarım yapın.
• Drenaj delikleri: işlem sonrası reçine veya tozun gerçekten akmasını sağlayın.
• Hava akışı ve havalandırma delikleri: Biraz daha büyük deliklerin performans üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur.
• Tekrar tekrar sökülmesi gereken montaj deliklerinin ayrıca erken aşınmayı azaltmak için daha büyük açıklığa sahip olması gerekir.

Gerçek Üretimde Tasarım Delik Toleransları

CAD Boyutu Son Delik Boyutu Değil

CAD modelindeki boyutlar yalnızca tasarım hedefidir. Gerçek yazdırılan sonuç sıklıkla sapma gösterir.

Ekipman iyi kalibre edilmiş olsa bile her prosesin kendisinde temel bir hata vardır. Malzemenin çekmesi, baskı yönü ve işlem sonrası bu hataya daha da fazla katkıda bulunur.

Delik konumu da önemlidir. Kalın malzemeyle çevrelenmiş bir delik, ince bir duvarın veya kenarın yakınındaki bir delikten açıkça farklı bir son boyuta sahip olacaktır.

Uygulamaya Göre Toleransı Kullanın

• Genel açıklık: yeterince gevşek tutun. Standart baskı doğruluğu yeterlidir.
• Montaj delikleri: tekrarlanan montaj sırasında hizalamayı koruyacak kadar sıkı, ancak montaj için yeterince gevşek olmalıdır.
• Deliklerin konumlandırılması: daha sıkı toleranslar, çünkü konum hataları birden fazla delik üzerinde birikir.
• Presle takılan delikler: daha sıkı ve özel toleranslara ihtiyaç vardır. Çok gevşek ve tutmaz. Çok sıkı olması parçanın çatlamasına neden olabilir.
• Dişli delikler: genel bir tolerans tablosuna göre değil, bağlantı elemanı ve diş standartlarına göre tasarım yapın.

Gerçekten ihtiyaç duyulan deliklerde yalnızca en dar toleransları işaretleyin. Geri kalanını standart doğrulukta yazdırın.

Kritik Delikler İçin İşleme Ödeneği Ekleyin

Yüksek hassasiyet gereksinimleri olan delikler için, doğrudan son boyuta yazdırmak, boyutları kararsız hale getirme eğilimindedir.

Rulman delikleri, pim deliklerinin konumlandırılması ve yüksek hassasiyetli montaj delikleri için önce biraz küçük boyutlu yazdırın, ardından son boyuta kadar delin veya raybalayın. Tutarlılık çok daha iyi olacaktır. Ekstra bir adım ekler ancak çekme, baskı yönü ve ekipman toleranslarından kaynaklanan sapmaları önler.

Delik Yönü Nihai Sonucu Değiştirebilir

Dikey Delikler ve Yatay Delikler

Kritik delik boyutlarını belirlemeden önce ilk olarak yazdırma yönünü göz önünde bulundurun. Farklı yönelimler delik çapını, yuvarlaklığını ve yüzey kalitesini etkiler.

• Doğruluk: Çoğu proseste dikey delikler CAD çapına daha yakındır.
• Yüzey kalitesi: yatay delikli iç duvarlar daha belirgin katman çizgileri gösterme eğilimindedir.
• Yuvarlaklık: yatay deliklerin bozulma olasılığı daha yüksektir ve kesit düzleşme veya hafifçe D şeklinde olma eğilimindedir.
• Destek gereksinimleri: daha büyük yatay delikler daha fazla desteğe, muhtemelen iç desteğe ihtiyaç duyarken, dikey deliklerin hiçbirine ihtiyacı yoktur.

Daha İyi Doğruluk için Yazdırma Yönünü Değiştirin

Deliğin doğruluğu gereksinimleri karşılayamıyorsa, önce yazdırma yönünü değiştirmeyi deneyin, ardından boyutları değiştirmeyi düşünün. Parçayı, deliğin mümkün olduğunca dikey olarak yazdırılacağı şekilde döndürün. Bazen boyutlar hiç değiştirilmeden sorun çözülebilir.

Kritik delikleri ele aldığımızda öncelikle yerleştirme yönüne bakarız, ardından delik çapını ayarlayıp ayarlamamaya karar veririz. Yönü değiştirmek ekstra adım gerektirmez ve maliyeti daha düşüktür.

Kritik Deliklerin İçinde Destekten Kaçının

Desteklerin deliklerin içinde bırakılması temizliği oldukça zahmetli hale getirir. Küçük kapalı alanlardaki desteklerin çıkarılması, yüzeyi kolayca çizebilir. Derin deliklerdeki veya dar deliklerdeki desteklerin tamamen temizlenmesi zordur. Desteklerin temas noktaları da deliğin biraz yuvarlak olmasını sağlar. Boyutlar kararsız hale gelir. Dahili destekli delikler genellikle ekstra yeniden işleme gerektirir.

Parça yönünü veya delik şeklini ayarlarken desteklerin deliklere girmesini önlemek daha iyidir. Bu, daha sonra temizlik yapmaktan çok daha uygun maliyetlidir. Bu delikleri önceden işaretleyin; tedarikçi yerleştirme sırasında bunlardan kaçınabilir.

Vidalar, Pimler ve Diğer Donanımlar için Tasarım Delikleri

Vida Açıklığı Delikleri

Vida boşluk deliklerinin tasarımı yalnızca vidanın geçip geçemeyeceğine odaklanmamalıdır. Sadece vida çapına göre tasarım yaparsanız vida geçebilir ancak montaj düzgün gitmeyebilir.

• Vida çapı: Vidanın sorunsuz şekilde takılabilmesi için yeterli boşluk bırakın. Sıkı bir uyum yapmayın.
• Kafa boşluğu: Vida başının aynı hizada oturduğundan ve sıkışmadığından emin olun.
• Yıkayıcı alanı: eğer düzenekte pullar kullanılacaksa, onlar için yer ayırın.
• Alet alanı: Montajdan sonra tornavida veya anahtar vida konumuna erişebilmelidir.

Açıklık deliklerini tasarlarken vidayı, pulu ve aleti bir bütün olarak düşünün. Sadece vidanın kendisine bakmayın.

Pimler ve Şaftlar için Delikler

Pimler ve miller vidalardan farklı şekilde tasarlanmıştır. Ana görevleri sıkıştırma kuvveti değil, konumlandırmadır.

• Kaydırmalı uyum: Pim serbestçe hareket edebilir ancak yanlara doğru boşluk yoktur.
• Yerleştirme uyumu: pim, iki parçanın göreceli konumunu ayarlar.
• Presle oturtma: Pim yalnızca sürtünmeyle sabit kalır.

Anma çapları benzer görünse bile, dübel pimi delikleri ve standart vida boşluk delikleri farklı amaçlara hizmet eder. Dübel delikleri tüm montajın hassasiyet gereksinimini taşır. Toleransları daha sıkı olmalıdır ve genellikle işleme ödeneğine ihtiyaç duyarlar. Yakındaki vida deliklerinin bu işleme ihtiyacı yoktur.

Dişli Bağlantı Elemanları için Delikler

3D baskılı parçalar, her biri kendi uygun senaryosuna sahip birden fazla şekilde dişli delikler açar.

• Doğrudan baskılı iplikler: Hafif yükler ve düşük döngü sayıları için kullanılabilir, maliyet ve hız önceliklidir, dayanıklılık ortalamadır.
• Dişli delikler: önce bir pilot delik yazdırın ve ardından dokunun. Diş profili daha temiz ve dayanıklılık daha iyidir.
• Dişli ekler: parçaya bastırın veya ısıyla sabitleyin. Tekrarlanan montajlara ve daha yüksek yüklere dayanabilirler ve plastik iplikler aşınmaz.

Bir parça sık sık monte ediliyorsa veya gerçek mekanik yük taşıyorsa doğrudan baskılı dişler genellikle tüm yük zincirindeki en zayıf halkadır.

Daha İyi Yazdırılabilirlik için Tasarım Deliği Geometrisi

Delik Kenarlarına Pah Ekleme

Delik açıklığındaki küçük pahın net bir etkisi vardır:

• Vida yerleştirme işlemi daha düzgün hale gelir. Bağlantı elemanının giriş kısmı vardır ve keskin kenarlara takılmaz.
• Pim hizalaması, özellikle parçaların kendiliğinden konumlandırılması gereken montajlar için daha kolay hale gelir.
• Genel montaj hızı daha hızlıdır. Operatörler artık keskin delik kenarlarına takılıp kalmayacak.
• Kenar koruması daha iyidir. Pahlı kenarların yük altında kırılma olasılığı daha düşüktür.

Tüm işlevsel deliklerin varsayılan olarak bir pahı olmalıdır. Onu yalnızca son soruna neden olan deliğe eklemeyin.

Yatay Açıklıklar İçin Gözyaşı Deliklerini Kullanın

Dairesel bir delik yatay olarak yazdırıldığında üst kenarın köprülenmesi gerekir. Sarkma ve pürüzlü yüzeyler esas olarak burada ortaya çıkar. Gözyaşı damlası şeklindeki delik, üst kısmı düz bir kemer yerine keskin bir açıya getirir. Böylece her katman yazdırılabilir temel malzemeye sahip olur ve artık sarkmaz.

Bu şekilde delik şekli tasarıma daha yakın kalır, herhangi bir iç desteğe ihtiyaç duyulmaz ve daha sonraki temizlik işlemleri de azalır. Çapı birkaç milimetreden büyük yatay delikler için bu küçük geometrik değişiklik birçok sorunu çözebilir.

Derin Küçük Çaplı Kör Deliklerden Kaçının

Çeşitli 3D baskı işlemlerinde derin ve dar kör deliklerin açılması zordur.

• Temizleme zordur: fırçalar, aletler ve temizleme sıvıları çoğu zaman deliğin tabanına ulaşamaz.
• Toz veya reçine kalıntısı: malzeme deliğin dibinde kalır ve hiçbir zaman tamamen çıkarılamaz.
• Kötü yazdırma tutarlılığı: dar kapalı özelliklerde derinlik ve çaptaki kayma daha belirgindir.
• Son işlem zordur: Temizlemeyle aynı erişilebilirlik sorunudur ve aynı zamanda daha sonraki raybalamayı veya kılavuz çekmeyi de etkiler.

Koşullar izin veriyorsa derinlik-çap oranını kontrol etmeye çalışın veya kör deliği açık deliğe dönüştürün. Eğer gerçekten derin ve dar bir kör deliğe ihtiyacınız varsa, bunu önceden işaretleyin ki süreç ve bitirme planı erkenden düzenlenebilsin.

Delikler için Doğrudan Baskı ve Sonradan İşleme Karşılaştırması

Son düşünce

Xunjie'nin 10 yılı aşkın 3D baskı deneyimi var. Şirket içi yeteneklerimiz arasında SLM ve LPBF metal baskı, FDM, reçine, naylon SLS ve MJF, vakumlu döküm ve CNC işleme bulunmaktadır.

Her teklifte delik boyutlarını, toleransları ve yönelimi kontrol ediyoruz. Bize dosyalarınızı ve uyum gereksinimlerinizi gönderin; üretim başlamadan önce size her deliğin neye ihtiyacı olduğunu söyleyelim.

SSS

1. İç iplikler doğrudan yazdırılabilir mi?

M4'ten küçük iç dişlerin doğrudan yazdırılması önerilmez. İplik profili kolaylıkla bulanıklaşır. Önerimiz, düz bir delik yazdırmanız, ardından ona hafifçe vurmanız veya ısıyla ayarlanmış pirinç bir parça kullanmanızdır. İpliği doğrudan yazdırmak konusunda ısrarcıysanız, katman yüksekliği 0,12 mm'nin altında olan M5 ve üzerini deneyebilirsiniz. Öncelikle standart kılavuz matkap boyutuna kıyasla delik çapını 0,2 mm artırın. Aksi takdirde vidalanmaz.

2. Yazdırılan delik duvarları çok pürüzlü ve vida içeri girmiyor. Ne yapmalıyım?

Bir numara büyük matkap ucuyla zorlamayın. FDM katman çizgileri katmanlar arasında parçalanabilir. Yaklaşık 0,1 mm pay bırakabilir, ardından düşük hızda bir rayba veya matkap ucuyla üzerinden geçebilirsiniz. Raybalamadan sonra PLA'da hala biraz tüylenme olacak. Üzerine biraz zımpara kağıdı yuvarlayın, sorun olmayacak. Reçine parça deliği duvarları genellikle pürüzsüzdür ancak bunları iyice temizlemeli ve deneme montajından önce ikincil kürleme yapmalısınız.

3. PLA, ABS, naylon ve reçine gibi malzemelerde delik açarken toleranslar ne kadar farklılık gösterir?

Farklılıklar küçük değil. PLA ve PETG'nin büzülme oranı düşüktür. 0,2 ila 0,3 mm'lik delik çapı dengelemesi oldukça stabildir. ABS yüksek büzülmeye sahiptir. Genellikle 0,4 ila 0,5 mm kadar telafi edilir. Ayrıca ısı tutmaya da dikkat edin, aksi takdirde delik kolayca oval hale gelebilir. Naylon nemi emdikten sonra bir miktar genleşir, bu nedenle baskılı deliklerin çok sıkı bırakılmaması gerekir. Reçine ve SLS naylonu yüksek hassasiyete sahiptir. 0,1 ila 0,15 mm'lik telafi yeterlidir, ancak reçine parçalarında kürleme sonrası hafif büzülme de olabilir.

4. Derin delikler için tasarım hususları nelerdir? Sınırlar farklı işlemler için aynı mıdır?

Hayır, aynı değiller. Reçine derin delikleri için asıl sorun iyice temizlenmemesidir. Derinlik-çap oranı 6 katı aştığında temizlenmesi çok zordur. Deliğin her iki ucundan açılmasını veya delik çapının arttırılmasını öneririz. Metal derin delikler için ısı ve cüruf gidermenin etkisi vardır. Derinlik-çap oranı 5 katı aştığında alt delik çapı küçülme eğilimi gösterir. Harçlık bırakmanız gerekiyor. SLS naylonun derin deliklerinde tozun giderilmesi zahmetlidir. Derinlik-çap oranı 8 katın üzerinde olduğunda, tamamen temizlenmesi temelde imkansızdır. Mümkün olduğunca deliklerden derin delikler açmanızı veya baskı sonrasında delmenizi öneririz.

5. 3D baskıda havşalı deliklerin ve konik deliklerin yapılması kolay mıdır?

Sürece bağlıdır. Reçine ve metal için havşalı delikler büyük bir sorun değildir ancak konik yüzeyin yüzey kalitesi ortalamadır. Vida başının oturması işleme kadar düzgün olmayacaktır. Konik yüzeyde 0,1 mm pay bırakmanızı ve ardından konik bir rayba ile düzeltmenizi öneririz. FDM havşalı delikler için en zahmetli olanıdır. Konik yüzeydeki katman çizgileri belirgindir. Vida sıkıldığında deliğin kırılması kolaydır. Düz tabanlı gömme deliğe geçmenizi veya düz pullu soket başlı kapak vidalarını kullanmanızı öneririz. SLS naylonun konik delikleri oldukça düzgündür, ancak toz konik açıda kolayca sıkışır. Toz giderme işlemi dikkatli bir şekilde yapılmalıdır.