Esta guía explica cómo hacer que las piezas impresas en 3D encajen correctamente y se ensamblen sin problemas. Le ayuda a encontrar problemas antes de realizar un pedido.
Las conexiones en ensamblajes impresos en 3D se dividen aproximadamente en cuatro tipos:
Primero elija el tipo de ajuste, luego establezca las dimensiones y realice pruebas a su alrededor. Los diferentes tipos de ajuste varían mucho en cuanto al tamaño del espacio libre y la fuerza de montaje.
Que una pieza terminada sea aceptable depende de su desempeño real en el ensamblaje. Antes de que comience la impresión, acuerde los siguientes elementos de verificación:
Muchas superficies de una pieza no están relacionadas con el ensamblaje. Elija las superficies de contacto que realmente participan en el ensamblaje y concentre su esfuerzo principal en estas ubicaciones:
Lo mejor es comprobar la pieza dentro del conjunto completo. Una carcasa puede verse bien por sí sola, pero una vez instalada puede interferir con el soporte interno, el poste de ubicación o la cubierta superior.
En el montaje, concéntrate en comprobar:
Si solo tiene un archivo STL, lo mejor es proporcionar también un ensamblaje STEP o los modelos de piezas correspondientes. De esta manera, los ingenieros pueden ver las relaciones entre las piezas, algo que un archivo de malla por sí solo no puede mostrar.
Algunas fallas parecen problemas de impresión, pero en realidad se deben a una mala organización y manejo de archivos. Si las piezas se importan en unidades inadecuadas, las medidas incorrectas darán lugar a un tamaño incorrecto del producto.
Antes de realizar un pedido, verifique la siguiente información:
Proporcione siempre a cada archivo solicitado un número de versión claro. Este simple hábito ayudará a evitar numerosas reimpresiones.
La mayoría del software CAD incluye verificación de interferencias y simulación de movimiento. Las comprobaciones estáticas pueden encontrar piezas que se superponen en un estado estacionario. Para bisagras, rieles deslizantes y varillajes, es necesario realizar el movimiento durante todo el recorrido, porque las posiciones iniciales y finales claras no significan que no habrá colisión a mitad del camino.
Sin embargo, CAD sólo puede verificar las relaciones de ajuste entre modelos digitales. No puede reflejar la contracción, deformación o desviación dimensional que realmente ocurren en las piezas impresas. Por lo tanto, sigue siendo necesaria una inspección física posterior.
El ajuste implica dos partes, por lo que es necesario medir ambos lados. El eje puede estar bien según el dibujo, pero el orificio impreso es demasiado pequeño y aún así no se ensambla.
Las dimensiones emparejadas para verificar incluyen:
Cuando un eje redondo encaja en un orificio redondo, la holgura se puede calcular así:
Juego de diámetro = diámetro del orificio − diámetro del eje
Este valor es el espacio libre en todo el diámetro. El juego radial es la mitad, que es el juego por lado. Si mezclas los dos conceptos, el ajuste fácilmente se vuelve demasiado ajustado. Para formas complejas, verifique desde múltiples direcciones. Puede haber autorización en una dirección pero vinculante en otra.
Los ensamblajes de varias partes añaden otra capa de riesgo. Un producto está formado por una carcasa, un soporte interno, un bloque de ubicación y una cubierta. Cada pieza pasa la inspección por sí sola. Pero se acumulan pequeñas desviaciones y los orificios de los tornillos ya no están alineados o la tapa no se cierra.
Para controlar esta situación:
La siguiente tabla enumera qué dimensiones medir para cada tipo de conexión y qué problemas aparecen cuando las dimensiones cambian.
Interfaz | Dimensiones clave para verificar | Problema potencial |
Eje y agujero | Diámetro del agujero, diámetro del eje, redondez del agujero. | El eje no entra o gira con demasiado juego. |
Pasador y ranura | Diámetro del pasador, ancho de la ranura, posición de la ranura | El pasador se atasca en la ranura o la pieza se sale de su lugar |
Cubierta y carcasa | Contorno de la tapa, abertura de la carcasa, planicidad de los bordes contrapuestos | La cubierta no cierra o deja un espacio desigual |
Soporte y orificios de montaje | Distancia entre orificios, diámetro de los orificios, distancia desde la superficie de montaje | Los tornillos faltan en sus agujeros o entran en ángulo |
Ajuste a presión y ranura | Altura del gancho, profundidad de la ranura, posición de la ranura | El clip no se engancha, se suelta o se agrieta |
Algunas formas son simplemente más difíciles de imprimir con precisión. Los siguientes necesitan más tiempo para inspección.
Los orificios pequeños, las ranuras estrechas, los canales internos y los orificios ciegos son características que requieren atención adicional. La medida definitiva de una apertura depende del proceso general utilizado para crear la pieza y su geometría, construcción y posprocesamiento.
Si el orificio no alcanza ni siquiera el tamaño mínimo, es posible que la varilla no encaje en absoluto. Los residuos de polvo o resina que quedan en un canal también pueden bloquear las piezas acopladas. Los agujeros con requisitos de alta precisión necesitan margen de mecanizado.
Los bordes largos, las grandes superficies planas, las paredes delgadas y las piezas delgadas son todos propensos a deformarse. Incluso si pasa cada punto de medición en una carcasa, es posible que aún se tambalee en una superficie plana y será difícil colocar la cubierta.
Comprobaciones clave:
Los ajustes a presión y las roscas pueden verse bien en el dibujo, pero aun así es posible que no se ensamblen.
En el caso de accesorios a presión, es necesario considerar el espacio de deformación del gancho, el espesor del gancho, la profundidad de encaje y si el material puede soportar ensamblajes repetidos. Para conexiones roscadas, confirme las dimensiones de la rosca, la longitud de conexión real, la especificación del tornillo y si un inserto de metal sería más duradero.
Las superficies de contacto deben ser planas para que las dos piezas encajen correctamente. Marcas de soporte, residuos y lijados irregulares pueden separar las piezas. Incluso un pequeño espacio causará problemas de montaje.
Al planificar la impresión, evite colocar áreas de contacto importantes en regiones de mucho soporte.
La holgura dibujada en CAD y la holgura real en la pieza impresa pueden ser diferentes. El proceso, el material, la orientación y el posprocesamiento pueden causar esta diferencia.
SLA, FDM, SLS y MJF forman piezas de forma diferente. Una autorización que funciona para un proceso puede no funcionar para otro. Confirma estos puntos con tu proveedor:
El posprocesamiento cambia las dimensiones de la superficie. El lijado reduce el espesor, mientras que la pintura y la galvanoplastia añaden espesor. Para empezar, una cubierta y una carcasa pueden encajar perfectamente. Si ambos lados reciben una capa de pintura, el espesor adicional puede impedir que la cubierta se cierre. Debe tener en cuenta el espesor del revestimiento durante el diseño.
Problema observado | Posible causa | Acción recomendada |
El pasador no puede entrar en el agujero. | Agujero demasiado pequeño o pasador demasiado grande | Mida ambas piezas y revise la holgura. |
La tapa no cierra | Deformación o desajuste dimensional | Comprobar la planitud y las dimensiones de la carcasa. |
Los sujetadores no se alinean | Error de posición del orificio o acumulación de tolerancias | Revisar las posiciones de referencia y las dimensiones del ensamblaje. |
El ajuste a presión se rompe durante el montaje. | Deformación excesiva o geometría inadecuada | Revisar el diseño y el material de flexión. |
Solo fallan algunas partes | Variación de fabricación | Comparar mediciones entre muestras |
Xunjie produce componentes impresos en 3D diseñados a medida para ingenieros y equipos de productos de todo el mundo, asegurándose de que se ensamblen correctamente en el primer intento. Nuestros ingenieros revisan los archivos STEP, señalan las superficies de contacto riesgosas y recomiendan el proceso, la orientación de la impresión y el método de posprocesamiento para cada conexión. Antes de la producción en masa, podemos imprimir piezas de prueba de ajuste y comprobar las dimensiones críticas de las primeras muestras.
Si proporciona a Xunjie sus archivos de ensamblaje y requisitos de ajuste, lo ayudaremos a resolver los problemas relacionados con el ensamblaje antes de que comience la producción.
1. ¿Las piezas impresas en 3D cambian de tamaño después de imprimirse?
Algunos pueden. Las piezas de nailon fabricadas con SLS o MJF pueden absorber humedad del aire y las piezas de resina pueden desplazarse ligeramente durante el curado final.
2. ¿Se pueden imprimir las piezas móviles ya montadas?
Sí, especialmente con SLS y MJF. Las bisagras, cadenas y uniones pueden desprenderse de la impresora ya conectada, porque el polvo suelto mantiene todo en su lugar durante la construcción.
3. ¿Pueden las piezas impresas en 3D encajar con componentes mecanizados o moldeados?
Sí, y muchos prototipos y productos de bajo volumen combinan los tres. Las piezas mecanizadas y moldeadas tienden a mantener su tamaño fiel, por lo que la mayor parte del ajuste fino se realiza en el lado impreso. Comparta las especificaciones exactas de cualquier pieza comprada o mecanizada y pruebe el ajuste con los componentes reales siempre que pueda.
4. El orificio es demasiado pequeño o el eje está demasiado apretado. ¿Debo cambiar el modelo o mecanizarlo después?
Primero verifique si la desviación es estable. Si todos los agujeros impresos en la misma máquina son pequeños entre 0,1 y 0,2 mm, se parece más a un problema de compensación, flujo o contracción de la cortadora. Cambiar la configuración del modelo o de la segmentación es más fácil. Si solo hay unos pocos puntos apretados, escariar, perforar o lijar es más rápido. Pero no te esfuerces con una lima de inmediato. Si quita demasiado, solo podrá reemplazar la pieza. Para ajustes críticos como asientos de cojinetes, pasadores de ubicación y orificios roscados, es mejor imprimir primero una pieza de prueba.
5. ¿Cómo se debe dejar espacio libre para los orificios de los tornillos, las roscas y las tuercas termofijadas?
La impresión directa de hilos pequeños falla fácilmente tanto en precisión como en resistencia. Un enfoque más confiable es dejar un orificio piloto y usar tornillos autorroscantes, tuercas de latón termoendurecibles o grifo después de imprimir. No pase el perno a través de los agujeros según el diámetro exterior de la rosca. Por lo general, agregue un espacio libre de 0,2 a 0,5 mm. El valor exacto todavía depende de la máquina y del material. El diámetro exterior, la profundidad del orificio y el espesor de la pared de las tuercas termofijadas también necesitan suficiente margen de antemano. De lo contrario, se agrietarán tan pronto como los presiones.
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