English
русский
TürkКонтент
Закаленная солнцем приборная панель к полудню может превратить крепление для телефона из PLA в повисший кронштейн. Зажим для линии подачи охлаждающей жидкости PA6-CF может выдержать тысячи тепловых циклов, если его высушить, напечатать в горячем состоянии и отжечь. Эти два результата объясняют основное правило использования нити для 3D-принтеров для автомобильных деталей: универсальной нити не существует. Сопоставьте материал с местоположением, нагрузкой и отказом, который вы не можете принять.
Начните с функции. Внутренняя и внешняя отделка, кронштейны под капотом, уплотнения, приспособления и прототипы — все они по-разному нагружают нить. Температура, ультрафиолетовое излучение, масло, топливо, охлаждающая жидкость, вибрация, ползучесть, удары и поведение при возгорании имеют большее значение, чем торговая марка или один показатель прочности.
Нанесите на карту деталь, прежде чем выбирать нить
Прежде чем сравнивать материалы, запишите условия работы детали. Кнопка на центральной консоли почти не нагревается и не нагревается от ультрафиолета. Кожух радиатора воспринимает тепло, вибрацию и туман охлаждающей жидкости. Расширитель крыла видит ультрафиолет, дорожную соль и удары. Для заводского приспособления может потребоваться только жесткость и контроль затрат.
- Максимальная температура эксплуатации, включая тепловыделение на стоянке.
- Воздействие ультрафиолета и погода.
- Химический контакт: масло, топливо, тормозная жидкость, охлаждающая жидкость, чистящие средства.
- Тип нагрузки: статическая, циклическая, ударная или вибрационная.
- Риск ползучести: выдержит ли нагрузку месяцами?
- Класс безопасности: косметический, структурный или критический по безопасности.
Если деталь имеет решающее значение для безопасности, например компонент тормоза, деталь рулевого управления, крепление ремня безопасности или чехол подушки безопасности, не заменяйте инженерно-производственную деталь полимером, напечатанным на 3D-принтере. Используйте напечатанные детали для прототипов, кронштейнов, крышек, воздуховодов, приспособлений и нестандартных фитингов с низким уровнем риска.
Лучшие семейства нитей для автомобильных деталей
Таблица ниже представляет собой руководство по отбору. Фактическая производительность зависит от ориентации слоев, количества стенок, заполнения, температуры печати, влажности и отжига.
| Нить | Типичное автомобильное использование | Примечания о тепле и УФ-излучении | Основные компромиссы |
|---|---|---|---|
| АСА | Внешняя отделка, корпуса зеркал, вставки в решетку | Хорошая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и лучшая термостойкость, чем у АБС. | Деформируется, требует кожуха, дороже, чем ABS |
| ABS | Внутренние кронштейны, корпуса, прототипы | Умеренная термостойкость, плохое УФ-излучение без покрытия. | Деформации, дым, ограниченный срок службы на открытом воздухе |
| ПЭТГ | Внутренние чехлы, зажимы, приспособления, кронштейны для малой нагрузки | Умеренная термостойкость, умеренная устойчивость к ультрафиолетовому излучению. | Сползает под нагрузкой, жесткость ниже, чем у PA или ПК. |
| ПА6, ПА6-ЦФ, ПА6-ГФ | Подкапотные кронштейны, впускные каналы, крепления конструкции | Высокая прочность, хорошая термо- и химическая стойкость. | Чувствителен к влаге, коробится, требует сушки и отжига. |
| ПА610, ПА612 | Прецизионные зажимы, разъемы, устойчивые детали под капотом | Хорошая прочность и стабильность размеров, более низкое поглощение влаги, чем у PA6. | Более высокая стоимость, все еще требует сушки, ограниченное количество ультрафиолета без защиты. |
| PC | Ударопрочные крышки, корпуса объективов, внутренние конструкции | Высокая ударопрочность и термостойкость | Трудно печатать, чувствителен к влаге, риск растрескивания под напряжением |
| ТПУ | Прокладки, уплотнители, виброподушки, гибкие фиксаторы | Гибкий и устойчивый к истиранию, низкая термостойкость. | Медленная печать, низкая жесткость, не для горячих зон. |
| ППС-ЦФ | Экстремальные детали под капотом, химический контакт, высокая температура | Очень высокая термостойкость и химическая стойкость. | Дорогой, высокая температура сопла, менее щадящий |
Выбор под капотом и экстерьером
Детали под капотом подвергаются сильнейшему воздействию тепла, вибрации и химикатов. В части двигателя или выхлопной системы температура может значительно превышать 100 C, тогда как в более прохладной зоне впуска температура может оставаться ниже. Для структурных кронштейнов под капотом практичной отправной точкой часто является PA6-CF или PA6-GF. PPS-CF обеспечивает более высокую термостойкость и химическую стойкость, но он стоит дороже и требует горячего сопла и контролируемой печатной камеры.
Внешние детали в первую очередь нуждаются в устойчивости к ультрафиолетовому излучению. ASA является распространенным выбором для корпусов зеркал, отделки и наружных кронштейнов, поскольку он лучше противостоит солнечному свету, чем ABS. PETG можно использовать для некритических наружных покрытий, но он может расползаться и терять форму при длительном горячем замачивании. ПК обладает высокой ударной вязкостью, но может растрескаться под воздействием топлива или растворителей, а также при печати с захваченной влагой.
Химический контакт меняет рейтинг. Масло и топливо могут размягчить некоторые волокна, а тормозная жидкость и очистители могут повредить другие. Если деталь соприкасается с топливом, маслом или охлаждающей жидкостью, распечатайте тестовый купон, намочите его и проверьте на предмет вздутия, растрескивания или потери прочности, прежде чем доверять всей детали.
Внутренние детали, гибкие элементы и посадка
Внутренние детали обычно избегают ультрафиолета, но припаркованные автомобили все равно нагреваются. На темной приборной панели температура может достигать 70°С и более. PLA не является хорошим выбором для этих помещений, поскольку он может размягчаться при обычных температурах в салоне. ABS, PETG, ASA, PC и PA являются более подходящими, причем окончательный выбор зависит от нагрузки и стоимости.
ТПУ полезен, когда деталь должна сгибаться, уплотняться, гасить вибрацию или защелкиваться на зажиме. Он хорошо подходит для прокладок, отбойников, кабельных муфт и защитных прокладок. Держите ТПУ вдали от горячих зон и не используйте его в качестве структурного кронштейна, если нагрузка не очень низкая. Подгонка имеет такое же значение, как и материал. Автомобильные допуски жесткие, а тепловое расширение может изменить зазор. Распечатайте небольшой тестовый образец, чтобы проверить посадку зажима, расстояние между болтами и зазор панели.
Процесс печати и контрольный список проверки
В паспортах материалов описываются отлитые образцы, а не напечатанная деталь. Адгезия слоев, пустоты и ориентация могут снизить прочность вдвое или более. Этот процесс является частью выбора материала.
- Высушите нить. Нейлон, ПК и ТПУ впитывают влагу. Влажная нить приводит к появлению пузырей, слабых слоев и ухудшению качества поверхности.
- Управляйте камерой. ABS и ASA нуждаются в стабильном нагреве, чтобы уменьшить коробление. PA и ПК выигрывают от корпуса и медленного охлаждения.
- Печатайте достаточно горячим для склеивания слоев. Следуйте ассортименту поставщика, а затем проверьте купон на прочность слоя.
- Отжигайте, когда материал поддерживает это. Отжиг может улучшить термостойкость ПА и некоторых других полукристаллических материалов, но может привести к усадке детали.
- Проверьте реальные условия. Замачивайте его при нагревании, замачивании в холоде, вибрируйте, загружайте и подвергайте воздействию химикатов, с которыми он встретится.
- Осмотрите после тестирования. Ищите трещины, расползание, изменение цвета, расслоение и ослабленные крепления.
Практические примеры выбора
Специальное крепление для телефона для ежедневного водителя может использовать PETG, если оно не подвергается воздействию прямых солнечных лучей. Прототип расширителя крыльев может быть изготовлен из ABS или PETG для подгонки, а затем перейти к ASA для использования на открытом воздухе. После испытаний зажим линии охлаждающей жидкости рядом с двигателем должен переместиться на PA6-CF, PA6-GF или материал с более высокой температурой. Гибкий пыльник может использовать ТПУ. Кронштейн датчика сильного нагрева под капотом может оправдать использование PPS-CF.
Марки нейлона не взаимозаменяемы. PA6 обеспечивает прочность и термостойкость, но поглощает влагу. PA610 и PA612 часто выбираются, когда важны лучшая стабильность размеров и меньшее поглощение влаги. При выборе промышленных материалов та же логика проявляется и в отношении нейлоновой щетки, где PA6, PA610, PA612, PA66 и PBT разделены, поскольку каждый сорт по-разному балансирует жесткость, износ, влажность и стоимость.
Армирование углеродным или стекловолокном повышает жесткость и снижает коробление в некоторых частях, но также делает нить более абразивной и хрупкой. Используйте закаленную насадку и не думайте, что CF в названии гарантирует производительность под капотом. Базовый полимер и качество печати по-прежнему определяют термостойкость.
Короткий ответ
Лучшая нить для 3D-принтера для автомобильных деталей — это та, которая соответствует реальным условиям эксплуатации детали и проходит настоящие испытания. ASA для наружного УФ-излучения, ABS или PETG для холодных внутренних деталей, PA6-CF или PA6-GF для конструкционных кронштейнов под капотом, PC для ударопрочного материала, TPU для уплотнений и PPS-CF для экстремальных температур и химикатов. Высушите нить, контролируйте печать, проверяйте деталь и не допускайте, чтобы критически важные для безопасности компоненты были включены в распечатанный список деталей.
