プロトタイプ用の強力な3Dプリントヒンジの製造に関するガイド

アディティブマニュファクチャリングによるプロトタイピングにより、アセンブリ全体が動作状態にあることを確認し、必要に応じて微調整を行うことができます。ただし、3D印刷されたヒンジは、リビングヒンジがかなり単純な概念であるにもかかわらず、セットアップにいくつかの複雑さをもたらします。

テープを使用するか、より小さなコンポーネントを組み立てることによって、それを回避する方法があります。ただし、パーツ全体を一緒に印刷するほど効果的ではありません。このような場合のプロトタイプも、最終製品とまったく同じではありません。

ヒンジの3D印刷は、プロトタイプが完璧であることを保証する、優れた、しかし複雑な代替手段です。難しいことですが、最良の結果を確実に得る方法はまだあります。

この記事では、うまく機能する優れた3D印刷ヒンジを開発し、プロトタイプがまさに必要なものであることを確認するためのベストプラクティスを見ていきます。

3Dプリントヒンジ：簡単な概要

リビングヒンジは、2つの剛性部品を接続する最も単純な機械要素の1つです。ドアのような小さなものから精巧な工業用セットアップまで、どこにでもヒンジがあります。

印刷されたヒンジは、まさにその名前が示すものです。それらも同じように動作しますが、違いはデザインにあります。プロトタイプの元のパーツを正確に複製するヒンジを作成することは困難ですが、適切な材料と技術を使用する必要があります。

経験則として、リビングヒンジを含む3D印刷された可動コンポーネントには、エアギャップが必要であることを覚えておくことが重要です。最も現実的なプロトタイプを作成するには、これらのエアギャップまたはネガティブスペースをデザインに追加する必要があります。

ただし、射出成形やその他の選択した製造プロセスに適したものにするために、設計を少し変更する必要がある場合が多くあります。

プロトタイピング用のヒンジを3Dプリントする利点

ヒンジは、2つの剛性部品を結合するための実行可能で低コストのソリューションを探している場合に最適なソリューションです。それらは、物事を開閉する柔軟性を備えた安全で機能的な接続を提供します。

3D印刷されたヒンジには、他のヒンジと同じ一連の利点があります。アプリケーションに応じて、ヒンジを部分的に印刷するか、全体を一緒に印刷するかを選択します。どちらも実行可能な方法ですが、後者の方が優れています。ここにいくつかの理由があります。

1 –コストの削減

リビングヒンジの操作は非常に簡単です。別々の部分ではなく全体を一緒に印刷すると、全体的なコストが削減されます。 3D印刷サービスに依存している場合は、すべての決定要因をターゲットにすることで、3D印刷のコストを可能な限り削減することがいかに重要であるかがわかります。

組み立てやその他の後処理に時間を費やす必要はありません。ただし、ヒンジにはさまざまな設計要件があるため、設計段階ではもう少し時間が必要になります。

2 –耐久性の向上

ヒンジは繰り返し開閉する必要があります。構造全体を3D印刷すると、プロトタイプを必要な完璧な状態に保つために必要な耐久性が向上します。

3 –外観の改善

最後に、投資家や上司の前でプロトタイプを提示する必要があるかもしれません。したがって、優れた表面仕上げを備えた適切なヒンジは、デザインの実際の画像を提供し、同時に他の通常のソリューションよりも見栄えが良くなります。それは素晴らしいことではありませんか？

あらゆるプロトタイプに最適な3Dプリントヒンジを開発する7つの方法

印刷されたヒンジの基本を理解したので、次の質問はそれを作成する方法です。コンポーネント自体は単純ですが、ヒンジの3Dプリントは少し複雑であることをもう一度繰り返すことが重要です。

したがって、リビングヒンジの印刷プロセスを開始する際に考慮すべきいくつかの要因があります。それらのいくつかは、デザイン自体、その寸法、材料、向き、プロセス、およびあなたが行う後処理です。それぞれについて詳しく見ていきましょう。

1 –3Dプリントされたヒンジデザイン

ヒンジを3D印刷する方法を学ぶ前に、ヒンジのデザイン要素を知る必要があります。 印刷されたヒンジの設計要件 通常のものと非常によく似ています。最適な操作を行うには、適切な底部半径とより狭いくぼみを選択する必要があります。

デザインはあなたの生きている蝶番にかかるストレスの量を決定します。ストレスが多ければ多いほど、失敗するのは早くなります。したがって、注意する必要があります。

2 –ヒンジの厚さ

厚さは、製造段階で考慮する必要があるもう1つのパラメーターです。ヒンジは、印刷プロセスに役立つため、最大2つの輪郭を持つ必要があります。

一般に、3Dヒンジの壁の厚さと破損するまでのサイクル数の間には直接的な関係があります。ただし、製造の難しさと引張応力には注意する必要があります。引張応力は、材料の厚さとともに増加します。

3 –材料特性

ヒンジには、強度、耐久性、柔軟性が必要です。どの材料を選択する場合でも、高い衝撃強度と、繰り返しの操作に応じた適切な材料特性を恐れることなく持つ必要があります。

4 –ジョブに適したプリンター

すべての3Dプリンターが同じというわけではありません。専門家は、さまざまな種類のプリンタがさまざまな種類の素材やデザインでうまく機能することを知っています。デザイナーとして、優れた結果を得るために最良の組み合わせを使用していることを確認する必要があります。

適切なプリンタは、最高のコストと汎用性を提供します。印刷されたヒンジまたはその他の3D印刷のプロトタイプには、固有の利点があります。追加のセットアップなしで、設計の多数の反復とバリエーションをテストできます。したがって、選択するプリンタには、必要な特性も備わっている必要があります。

5 –印刷方向

使用しているプリンタの種類によっては、選択するプレーンに注意する必要があります。たとえば、水平面に部品があるFDMプリンターは、より強力です。印刷段階では、選択する設定とキャリブレーションに注意する必要があります。そうしないと、ヒンジの効果が低下します。

6 –3D印刷プロセス

プロセスと材料に加えて、選択するテクノロジーにも注意する必要があります。さまざまなデザインルールが適用され、次の3D印刷プロセス リビングヒンジで最適に動作します。

1. 溶融堆積モデリング（FDM）
2. 選択的レーザー焼結（SLS）
3. マテリアルジェット

7 –後処理

通常、3Dプリント素材には後処理は必要ありません。ただし、印刷プロセス後にアニーリングすることで、疲労特性を向上させることができます。

アニーリングは、材料が柔軟になるまで加熱する単純なプロセスです。その温度に達したら、それが冷えるのを待つ必要があります。複数回行うと、印刷されたヒンジがより多くの負荷に耐え、より良い結果をもたらすことができます。

3D印刷されたヒンジの世界への手頃なルートが必要な場合は、RapidDirectが最適です。

3Dプリントされたヒンジの例

ヒンジを3D印刷することの利点を理解したところで、今度は#D印刷されたものから得られるいくつかの人気のあるバリエーションを見てみましょう。それらのいくつかは実際のプロトタイプですが、いくつかは概念の単純な証明です。

印刷されたヒンジデザインの上位5つのバリエーションを次に示します。

パラメトリックヒンジ

パラメトリックヒンジは、おそらく最も単純ですが、最も用途の広いバリエーションです。tドアや、2つの剛性要素を接続する必要があるその他のアセンブリにあります。

3D印刷されたヒンジの場合、このバリエーションには精巧さと適切な技術的特性が必要です。それを正しく行うと、プロトタイピングに役立ち、日常のアプリケーションで障害のあるヒンジを補強または交換するために使用することもできます。

バッグクリップ

これは、非常にシンプルなデザインと多数の国内アプリケーションを備えたもう1つの一般的なアイテムです。開いたバッグの上に置いて再び密封するシンプルな折りたたみ式の部品です。バッグクリップの単一の糸は、あなたがより長い間それらの新鮮さを保持する方法で重要な食品を保存することを可能にすることができます。

ヒンジ付きボックス

この概念実証は、パッケージングの可能性があるため、消費者業界で多くの用途があります。ただし、このドメインではヒンジの用途はかなり制限されています。

ジョイントロボット

これは、多くの汎用性を備えたもう1つのヒンジアプリケーションです。ボールジョイントとヒンジを組み合わせて、ロボットや置物のデザインなど、複数のアイテムを作成できます。

ケーブルチェーン

ケーブルチェーンは多数の結合されたヒンジで構成され、産業機械、エレベーターなどで複数の用途があります。3D印刷されたヒンジでそれらをプロトタイピングすると、設計を完成させ、その実行可能性を確保するのに役立ちます。

最高の価格で比類のない3D印刷サービスを提供するRapidDirectを検討してください

3D印刷は今日非常にアクセスしやすいので、部屋から始めることができます。ただし、産業用プロトタイピングには、より高い精度、一貫性、および汎用性が必要です。 RapidDirectは、最先端の機器を備えた最も経験豊富なチームを誇るISO認定組織です。そして最良の部分は、その3D印刷サービスが最も競争力のある価格であるということです。

したがって、3Dプリントされたヒンジやその他の積層造形のニーズに対して、信頼できる経験豊富なパートナーを探している場合。 RapidDirectはあなたにぴったりの場所です。 RapidDirectのチームは、数多くの産業上の問題を解決するという多様な経験を持っており、常に新しい分野でその気概を証明する準備ができています。今すぐ連絡して、機能的なプロトタイプと製造部品に最適な3D印刷サービスを開始してください。

3Dプリントリビングヒンジに関するよくある質問