La impresión 3D resuelve este problema. Desde el archivo CAD hasta el gabinete terminado solo se necesitan unos días. Esta guía lo guiará a través de las propiedades de los materiales, las reglas de diseño y los errores comunes que debe evitar al imprimir gabinetes o chasis personalizados.
La velocidad es una de las principales razones por las que los equipos de productos eligen la impresión 3D para gabinetes personalizados. Ya no necesitarás pasar semanas esperando un molde. Puede tener un prototipo en sus manos para probarlo en tan solo unos días. Con un prototipo inicial, puede realizar pruebas antes de comprometerse con la producción total.
La fabricación tradicional no puede ofrecer este tipo de flexibilidad. Los pasos de fabricación de moldes suelen ser diseño, fabricación de moldes, moldeo de prueba, encontrar un problema y luego fabricar otro molde. Cada ronda de cambios cuesta semanas de tiempo y dinero real.
La impresión 3D comprime este proceso en modelado CAD, impresión de prototipos, prueba y modificación. Tomemos como ejemplo la carcasa de un dispositivo inteligente. El tiempo que lleva fabricar un molde con el método tradicional es suficiente para realizar tres o cuatro iteraciones de diseño con impresión 3D.
No persigas la apariencia final del primer prototipo. La tarea de los primeros prototipos es fijar las dimensiones, la estructura y los puntos de montaje. Deje la selección de materiales, el acabado de superficies y las pruebas de rendimiento para la etapa final del prototipo.
Cuando necesita piezas personalizadas, la inversión en el molde suele ser el mayor obstáculo. Sin contar el costo de fabricar las piezas, un solo molde puede costar entre decenas de miles y cientos de miles. Esta inversión sólo tiene sentido cuando el volumen de producción es lo suficientemente alto como para distribuir el costo del molde entre cada pieza. La impresión 3D no necesita moldes.
Esto lo hace perfecto para:
A continuación veamos la comparación de los dos procesos en volúmenes bajos:
Factor | Impresión 3D | Moldeo por inyección |
Costo inicial de herramientas | Ninguno | Alto |
Mejor volumen de producción | 1 a 500 piezas | 500+ piezas |
Plazo de entrega de la primera parte. | Días | Semanas |
Costo de los cambios de diseño. | Bajo | Alto, a menudo necesita un molde nuevo. |
Costo unitario a bajo volumen | Más bajo | Mucho más alto |
Cuando las ventas de productos aún no son estables, invertir en moldes demasiado pronto conlleva ciertos riesgos. Puede utilizar la impresión 3D para realizar primero una producción de prueba en lotes pequeños y probar la respuesta del mercado. Cuando el volumen del pedido sea suficiente para distribuir el costo del molde, podrá cambiar al moldeo por inyección. No será demasiado tarde.
El material determina la apariencia, el rendimiento y la vida útil real del gabinete. De modo que la elección material importa más que cualquier otra decisión.
Cuando la apariencia y los detalles son las principales preocupaciones, la impresión con resina de fotopolímero SLA es nuestra principal recomendación. Está especialmente indicado para este tipo de usos.
Las principales ventajas de la impresión con resina SLA son la superficie lisa y la alta precisión dimensional. Los logotipos, el texto y las características finas se pueden presentar con claridad. La debilidad es la resistencia al impacto. Las piezas de resina son relativamente quebradizas. No pueden soportar caídas ni uso prolongado en exteriores. Si su objetivo principal es confirmar la apariencia del producto, la resina SLA suele ser una opción rápida y rentable.
El nailon MJF PA12 de HP es uno de los materiales más utilizados para carcasas funcionales impresas en 3D. Una vez que el diseño pasa la verificación de apariencia, suele ser nuestra primera recomendación.
El nailon MJF PA12 tiene alta resistencia, buena resistencia al impacto y resistencia al calor decente. Puede manejar condiciones del mundo real. No necesita estructuras de soporte durante la impresión. Esto brinda más libertad de diseño para formas complejas y reduce las marcas en la superficie debido a la limpieza posterior al procesamiento.
El material es especialmente adecuado para:
Si su gabinete necesita soportar el uso diario, cambios de temperatura o funcionamiento a largo plazo, no recomendamos la resina estándar. El nailon MJF PA12 es una opción mucho mejor.
El nailon SLS comparte muchas ventajas similares con el MJF PA12. Tiene fuertes propiedades mecánicas y es muy duradero. También maneja bien estructuras internas complejas, incluidas paredes delgadas, ajustes rápidos y piezas entrelazadas que los moldes tradicionales encuentran difíciles de fabricar.
Normalmente utilizamos nailon SLS en este tipo de aplicaciones.
Si la carcasa necesita funcionar en entornos hostiles, el nailon SLS, al igual que el MJF PA12, es una muy buena opción.
Cuando la carcasa es demasiado grande o la geometría es demasiado simple para que la impresión en resina o en polvo sea rentable, FDM es una opción más adecuada. Funciona para gabinetes grandes y pruebas funcionales tempranas donde el costo es una preocupación mayor que el acabado de la superficie.
Los materiales FDM comunes para gabinetes incluyen:
ASA tiene buena resistencia a los rayos UV y es adecuado para uso en exteriores. ABS y PC son opciones comunes para recintos interiores. Para gabinetes más grandes, FDM ofrece un equilibrio ideal entre tamaño de construcción y costo. Esta es la razón por la que los proyectos grandes suelen comenzar con FDM cuando se habla de materiales.
Elegir el material adecuado es sólo la mitad del éxito. Las opciones de diseño, como el espesor de la pared, las tolerancias y las estructuras de montaje, también afectan directamente el rendimiento y el costo.
El espesor de la pared afecta a la pieza más de lo que mucha gente cree. Si la pared es demasiado delgada, se deformará fácilmente durante la impresión y es posible que pierda resistencia estructural después del ensamblaje. Si la pared es demasiado gruesa, los costos de material y tiempo de impresión aumentan con un beneficio real limitado.
Como referencia de partida, sugerimos:
Estos valores aún deben ajustarse según el tamaño de la pieza y la carga esperada.
Diseñar carcasas impresas en 3D siguiendo el enfoque de piezas moldeadas por inyección puede causar problemas fácilmente. Los dos procesos difieren en tolerancias, comportamientos de contracción y requisitos de holgura.
Para piezas que necesitan deslizarse, girar o encajar, deje un espacio de 0,3 mm a 0,5 mm entre las superficies de contacto. Esto da a las piezas impresas espacio para moverse y evita que se atasquen. Los ajustes rápidos son más complicados. La elasticidad de la resina y el nailon es diferente a la de los plásticos moldeados por inyección. Sugerimos hacer primero una impresión de prueba y luego finalizar el diseño.
Si su gabinete albergará una placa de circuito, se debe considerar la gestión térmica desde el inicio del diseño. Sugerimos colocar orificios de ventilación, disipadores de calor o conductos de aire cerca de los componentes generadores de calor.
Un recinto completamente sellado puede parecer limpio en el dibujo. Pero en el uso real, puede provocar sobrecalentamiento y fallas prematuras de los componentes. Agregar características de ventilación en la etapa de diseño es mucho más fácil que solucionar los problemas de calor una vez enviado el producto.
Los jefes de tornillos son una de las áreas en las que a menudo vemos que los clientes tienen problemas. Las protuberancias de tornillos altas y delgadas son propensas a agrietarse o fallar bajo carga, especialmente después de repetidos montajes y desmontajes.
Para evitar este problema, sugerimos hacer algunos pequeños ajustes.
Cambios simples como estos marcan una diferencia real al extender la vida útil de un gabinete mediante montaje y desmontaje repetidos.
Las carcasas impresas en 3D rara vez se pueden entregar directamente como productos terminados. La mayoría de las piezas funcionales y de apariencia necesitan un posprocesamiento para lograr la apariencia deseada.
Los métodos comunes de posprocesamiento incluyen:
Si desea que el producto terminado se parezca lo más posible a una pieza moldeada por inyección, debe planificar el proceso de acabado de la superficie con anticipación. Agregar este paso como una ocurrencia tardía a menudo requiere rediseñar detalles estructurales que no pueden soportar el lijado o el recubrimiento.
La gente se siente atraída fácilmente por el material con la cotización más baja. Es posible que la opción más barata en la hoja de cotización no sea realmente la más barata durante todo el ciclo de vida del producto.
La elección del material afecta la resistencia, la resistencia al calor y la duración de la pieza en condiciones del mundo real. Nuestra sugerencia es que, antes de elegir un material, primero pienses claramente dónde y cómo se utilizará el producto. No se centre únicamente en el presupuesto inicial.
Un modelo CAD que se ve perfecto en pantalla no significa que la pieza física se ensamblará perfectamente. Las tolerancias, la contracción y los pequeños detalles de diseño pueden hacer que el resultado de impresión real se desvíe.
Algunos problemas de ajuste inesperados sólo pueden detectarse probando físicamente la pieza real. Entonces, antes de pasar a la producción en masa, debe realizar una prueba de ajuste del prototipo.
Muchos clientes nos traen dibujos que originalmente fueron diseñados para moldeo por inyección. El moldeo por inyección requiere un espesor de pared uniforme y ángulos de desmoldeo para que la pieza pueda liberarse del molde sin problemas.
La impresión 3D no tiene ninguna de estas limitaciones. La libertad de diseño es mucho mayor. Puede utilizar geometrías complejas, canales internos y rellenos ligeros. Estos son difíciles o costosos de hacer con moldeo.
Si está diseñando específicamente para impresión 3D, le sugerimos repensar el concepto. No se limite a reutilizar los viejos dibujos de moldeo por inyección y permanezca atado a viejas reglas.
Xunjie se centra en proporcionar carcasas y chasis personalizados impresos en 3D para equipos de hardware, ingenieros y fabricantes de todo el mundo. Admitimos múltiples procesos, incluida la resina SLA, el nailon HP MJF PA12, el nailon SLS y los materiales de ingeniería FDM.
Ya sea que esté verificando un concepto o ampliando un producto maduro, nuestro equipo puede ayudarlo a elegir el material adecuado, optimizar el diseño y entregar piezas terminadas rápidamente. No dude en contactarnos en cualquier momento. Cargue sus archivos CAD y hablemos sobre el diseño de su gabinete.
1. ¿Cómo aumentar la rigidez mediante el diseño estructural al imprimir carcasas de paredes delgadas?
Simplemente aumentar el grosor de la pared alargará el tiempo de impresión y utilizará más material. Sugerimos agregar nervaduras triangulares en las esquinas internas clave o hacer impresiones de ranuras poco profundas en áreas planas. Estos trucos de diseño pueden dividir un área grande de paredes delgadas en varias secciones planas pequeñas sin agregar peso notablemente. Esto reduce efectivamente la resonancia y la deformación.
2. ¿ Cómo evitar que se rompan las roscas después de repetidos montajes y desmontajes al diseñar casquillos de tornillos para gabinetes?
Introducir las roscas directamente en los orificios de los tornillos de plástico puede hacer que las roscas se desgasten fácilmente después de un montaje y desmontaje repetidos. Recomendamos reservar un orificio piloto un poco más grande durante la impresión y luego presionar los insertos de latón termofijados como portador del hilo. De esta manera la vida útil de la conexión roscada puede acercarse al nivel de los armarios industriales. Si se deben utilizar tornillos autorroscantes, el diámetro del orificio del saliente durante la impresión debe ser menor que el diámetro del paso del tornillo y se debe agregar un anillo adicional de material alrededor del exterior del saliente para evitar que se parta.
3. ¿ Cómo diseñar una ventana de visualización transparente en un recinto?
Divida el área de la ventana de visualización en una parte transparente separada. Imprímelo con SLA o PETG transparente. Cree una ranura escalonada empotrada a lo largo del borde de la abertura de la ventana de visualización en el gabinete principal. El grosor de la ranura debe coincidir con la parte transparente. Durante el montaje, incruste la parte transparente en la ranura escalonada y aplique adhesivo. Este diseño soporta la parte transparente por los cuatro lados. No se desprenderá fácilmente bajo fuerza externa. También parece más plano visualmente.
4. Al diseñar gabinetes personalizados para uso en exteriores a largo plazo, ¿qué se debe considerar además de la selección del material?
La radiación ultravioleta y la humedad son dos desafíos importantes. El ASA tiene una resistencia a la intemperie mucho mejor que el ABS, lo que lo hace más adecuado para recintos exteriores. Evite superficies superiores horizontales planas o agregue una ligera pendiente para evitar la acumulación de agua. La profundidad de las ranuras de sellado en todas las juntas debe ser consistente y usar espuma de celda cerrada que no se relaje bajo presión prolongada o un labio de sellado flexible impreso de una sola pieza.
5. ¿Pueden las carcasas impresas en 3D ser resistentes al agua o al polvo?
Sí, pueden. Al elegir el material adecuado y diseñar costuras de sellado y ranuras para juntas, las carcasas impresas en 3D pueden alcanzar grados de protección como IP54 o IP65. Cuéntanos tus necesidades y te recomendaremos una solución adecuada.
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