Odtworzyć kształt to za mało. Co naprawdę trzeba sprawdzić przy drukowanej części zamiennej?
Jest oryginalny uchwyt, jest jego kształt, więc wystarczy go odwzorować i wydrukować.
W praktyce właśnie w tym miejscu zaczyna się właściwa praca.
Dwie części mogą wyglądać niemal identycznie, a tylko jedna będzie działała poprawnie.
Przy elementach takich jak uchwyty, zawiasy, mocowania czy zaczepy nie liczy się wyłącznie wygląd zewnętrzny. Znacznie ważniejsze są miejsca montażowe, osie obrotu, grubość ścianek, spasowanie i to, w jaki sposób część będzie przenosiła obciążenia.
Najpierw trzeba zrozumieć oryginał
Zanim powstanie model 3D, trzeba sprawdzić, jak dany element rzeczywiście pracuje.
Czy opiera się na śrubach? Czy obraca się na osi? Czy ma zatrzask? Czy jedna część naciska na drugą? Czy podczas użytkowania pojawiają się siły rozciągające, ścinające albo skręcające?
To właśnie te informacje decydują później o tym, jak powinien wyglądać model CAD.
Samo zmierzenie długości, szerokości i wysokości zwykle nie wystarcza.
Punkt montażowy jest ważniejszy niż wygląd
Jeżeli otwór pod oś znajdzie się o milimetr za wysoko, mechanizm może pracować pod złym kątem.
Jeżeli uchwyt będzie za ciasny, nie da się go zamontować. Jeżeli za luźny - może się poruszać albo szybciej zużywać.
Dlatego przy odtwarzaniu części technicznej często więcej uwagi poświęca się kilku niewielkim miejscom niż całej reszcie modelu.
To właśnie tam najczęściej decyduje się, czy część rzeczywiście będzie pasowała.
Druk 3D nie kopiuje materiału oryginału
To kolejna ważna różnica.
Oryginalny element mógł być wykonany wtryskowo, frezowany albo odlewany. Druk 3D powstaje warstwa po warstwie, więc zachowuje się inaczej.
Dlatego nie zawsze warto kopiować geometrię 1:1.
Czasem trzeba pogrubić fragment, dodać promień, zmienić przejście między ściankami albo inaczej ustawić część do druku.
Celem nie jest stworzenie idealnej kopii wizualnej.
Celem jest stworzenie części, która będzie spełniała tę samą funkcję.
Prototyp pokazuje więcej niż ekran
Model CAD może wyglądać bardzo dobrze, ale dopiero fizyczna część pozwala sprawdzić spasowanie.
Czy otwory są we właściwym miejscu? Czy uchwyt ma odpowiedni zakres ruchu? Czy nic nie ociera? Czy element można wygodnie zamontować?
Jeżeli coś wymaga poprawki, wracamy do modelu, zmieniamy geometrię i przygotowujemy kolejną wersję.
To właśnie tutaj druk 3D ma ogromną przewagę.
Nie trzeba wykonywać nowej formy ani kosztownego oprzyrządowania. Kolejna wersja może różnić się tylko jednym wymiarem albo niewielkim fragmentem geometrii.
Wytrzymałość zaczyna się już na etapie projektu
W przypadku uchwytów i elementów mechanicznych szczególnie ważne są miejsca, w których pojawiają się naprężenia.
Ostry narożnik, cienka ścianka albo niewielkie przewężenie mogą stać się punktem, w którym część zacznie pękać.
Dlatego projektowanie pod druk 3D to nie tylko odwzorowanie starego elementu. To również dostosowanie go do konkretnej technologii i materiału.
Znaczenie ma także orientacja modelu podczas drukowania, bo kierunek warstw wpływa na zachowanie gotowego elementu pod obciążeniem.
Czasem zamiennik może być inny niż oryginał
I wcale nie musi być to wada.
Jeżeli wiemy, że oryginalny element pękał w konkretnym miejscu, możemy spróbować wzmocnić właśnie ten fragment.
Jeżeli jakaś część była niewygodna w montażu, czasem da się zmienić jej geometrię bez wpływu na działanie całego mechanizmu.
To jedna z ciekawszych możliwości projektowania części zamiennych na zamówienie.
Nie zawsze trzeba odtwarzać element dokładnie takim, jaki był.
Czasem można go po prostu zrobić lepiej pod konkretne zastosowanie.
Od wzoru do działającej części
Na zdjęciach widać dobrze, jak wygląda taki proces w praktyce - oryginalny element i wykonana na jego podstawie wersja drukowana.
Za prostym porównaniem „przed i po” kryje się jednak znacznie więcej: pomiary, analiza działania, projekt CAD, dobór materiału, ustawienie druku i sprawdzenie gotowego elementu.
I właśnie dlatego przy częściach zamiennych najważniejsze pytanie nie brzmi:
„Czy potrafimy wydrukować taki kształt?”
Tylko:
„Czy potrafimy zaprojektować go tak, żeby naprawdę działał?”