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MJP2500PLUS新材料G-CL在卡勾件中的應用
Walker Li|3D列印 應用工程師

卡勾是塑膠件連接固定的常用結構,在強度要求不高的情況下可以用於代替螺絲固定。卡勾設計在於需要結合緊密,保證測試強度,達到安裝目的即可。卡勾常做在裝飾件固定、上下蓋組裝、面板固定、按鍵限位等…結構處。

卡勾:分公扣、母扣;公扣為凸、母扣為凹。

卡勾原理
扣合前:有導向斜角引導扣合方向,公母扣均做導入角,一般取60°、45°。
扣合中:公扣彈性臂變形壓入,彈性臂要保證變形,強度要足夠, 一般變形量≧扣合量。
扣合後:公扣凸與母扣凹貼合,分離方向不易取出,要求扣合面或扣合角 小於導向斜角。

常見的卡扣類型

光敏樹脂在卡勾類模型使用中存在的問題

從上圖中可以看到,在卡勾的扣合過程中因公扣凸的存在,會使卡扣在動作中產生一定的形變。這就對構成卡扣材料的力學性能有了一定的要求。材料的韌性不足,則在扣合過程中就會因為彈性臂形變超過其韌性的極限導致卡勾斷裂損壞。材料的彎曲強度過高,則卡勾在扣合過程中需要克服的阻力過大,導致卡勾扣合困難和拆卸不便,甚至導致卡勾在拆卸中損壞。不利於模型的裝配測試。

解決方法

提高材料的韌性,主要就是提升材料的斷裂伸長率。斷裂伸長率越高容許材料的變形量就越大,而應用在卡勾中表現就是扣件越不容易斷裂。同時則要相應的有一個比較低的彎曲強度,這樣可以更有利於卡勾件的重複使用測試。

使用的機器及材料

MJP2500PLUS是美國3D SYSTEMS公司推出的一款高精度工業級3D印表機。該印表機因其精確的尺寸精度,優異的細節表現力,快速的列印速度在工業模型中具有廣泛的應用。同時這款機器新出的一款材料G-CL,在斷裂伸長率和彎曲強度上面都有較為理想的表現。下圖為G-CL與通用光敏樹脂RWT在力學性能上的對比。

從表中可以看出GCL材料的斷裂伸長率是RWT的2倍多,則保證了卡勾在使用中不會因為彈性臂變形超過極限而導致損壞。彎曲強度則比RWT低一些。這就極大的緩解了扣合過程中阻力過大的問題,方便安裝和拆卸,在重複使用性上就會有較大的提高。另外,MJP系列設備因其都有相變專利,可以很精確的還原CAD圖檔的尺寸在模型上,並且在一些微小細節上具有極強的表現力,可以滿足客戶對細節精度的需求。

下面就結合一個案列來進一步說明。
下圖為一款帶卡勾的接插件。同時客戶對精度誤差要求在0.05mm。

難點:從圖中可以看到該件的結構較為複雜和精密。並且帶有卡勾結構。以往使用RWT材料製作,精度誤差可以滿足需求,但是由於材料性能的限制。卡勾在使用中經常斷裂,無法順暢的進行裝配測試。

解決:製作材料更換為韌性更高的GCL材料。既滿足了精度需求,又使產品具有更好的韌性。在測試中可以滿足重複扣合的需求。

效益:使產品的裝配測試成為可能並節省了模型製作的時間和成本。

作者資訊

Walker Li

Walker Li

3D列印|應用工程師

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