CNC-kollisjon: reservedelen vi målte, tegnet og printet i PA6

Hva skjedde

Utstyret sitter på spindelhuset og må være på plass for at maskinen skal kjøre. Det består av en buet skjerm på to braketter og en bevegelig klaff.

Programmet som gikk den dagen tok en bane utstyret ikke er laget for. Klaffen gikk rett i emnet. Resultatet var en bøyd skjerm, en avrevet brakett og en maskin som ikke skulle kjøre en eneste meter til før delen var erstattet.

Ny originaldel bestilles fra produsenten. Leveringstiden måles i uker, ikke dager. En 5-akset router som står, koster mer per dag enn de fleste vil skrive ned.

Steg 1: Finn geometrien

Maskinens simuleringsprogramvare har en forenklet 3D-modell av utstyret, brukt til kollisjonskontroll. Vi eksporterte den som STL og konverterte til STEP med et kort Python-skript, slik at den kunne redigeres i Onshape.

Fallgruven: dette er en kollisjonsmodell, ikke produksjonsgeometri. Buen er bygget av rundt 470 plane fasetter. Den holder for å se om spindelen treffer et emne, ikke for å lage en del som skal passe.

Steg 2: Mål den knuste delen

Modellen ga topologien. Målene kom fra skyvelære på den ødelagte delen og på festene som satt igjen på spindelhuset. Vi målte hullavstand, hulldiameter, godstykkelse på brakettene, radius på buen og klaring mot verktøyholderen.

Der modellen og delen var uenige, vant delen. Buen ble tegnet på nytt som en ekte radius i stedet for 470 fasetter.

Steg 3: Prototype i PLA

PLA er billig, raskt og dimensjonsstabilt. Det er perfekt til å finne feilene sine på, og ubrukelig i en fres. Det mykner rundt 55 til 60 °C og sprekker ved første slag.

Prototypen hadde én oppgave: passe. Første print viste at festehullene kom ut rundt 0,2 mm for trange, som er normalt for vertikale hull i FDM. Hullene ble kompensert i modellen, ikke boret opp i etterkant. Andre print gikk på plass uten verktøy, og klaffen svingte fritt hele vandringen uten å berøre verktøyholderen.

Prototypen ble montert med spindelen stående stille, og aksene ble kjørt manuelt for å sjekke klaring. Ingen spon, ingen turtall. Bare for å se at ingenting tok borti noe.

Steg 4: Sluttdel i PA6

PA6 (nylon 6) er det PLA ikke er: seigt, slagfast, tåler varme og spon som blåser mot det i timevis. Klaffen bøyer seg i stedet for å knekke hvis den får et slag.

PA6 er også vanskelig å printe. Det trekker vann fra lufta, og fuktig nylon gir bobler, strenger og svake lag. Oppskriften vi brukte:

Tørking:    80 °C i 10 timer før print, matet rett fra tørkeboks
Dyse:       270 °C, herdet stål
Bed:        90 °C, garolite med limstift
Kammer:     lukket, ingen trekk
Perimetre:  5
Fyll:       40 % gyroid
Lag:        0,2 mm

Nylon krymper mer enn PLA. Hullkompensasjonen fra PLA-prototypen ble justert opp, og brakettene ble printet liggende slik at lagene går på langs av kraftretningen, ikke på tvers.

Etter print fikk delen ligge i romluft i to døgn før kontrollmåling. PA6 tar opp fukt etter print og vokser litt. Måler du rett av platen, måler du feil del.

Resultat

Delen ble montert, programmet ble rettet, og maskinen gikk igjen. Originaldelen er fortsatt bestilt. Den printede delen skal ikke erstatte den for alltid, men den gjør at maskinen produserer mens den er på vei.

Det som faktisk gjorde dette mulig, var ikke printeren. Det var at en brukbar 3D-modell allerede fantes, og at noen gadd å lete etter den.

Lærdom

Sjekk at CAM-programmet ikke tar baner som tilleggsutstyret på spindelen ikke er laget for.

Simuleringsmodeller er et startpunkt, ikke en tegning. Mål alltid den fysiske delen.

Prototyp i PLA, produser i et materiale som tåler jobben. Feilene er billigere i det første.