3D プリントで作る、作ることのできないホリデー くるみ割り人形

Fast Radius では休暇を真剣に受け止めています。また、新しいことを可能にするという使命にも取り組んでいます。

今年の 12 月、私たちはお祭りの精神と積層造形の専門知識を組み合わせて、ホリデー シーズンの定番であるくるみ割り人形を作成するという使命に着手しました。私たちの最終製品は、従来の製造方法では真に作ることができません。さらに、実際にクルミを割ることができます。

デザイン

設計プロセスは、ナットを割るためのいくつかの異なる方法を評価することから始まりました。

最終的に、ピニオン (歯車) の回転運動をラック (ナットを押しつぶす棒) の直線運動に変換するラック アンド ピニオン機構に落ち着きました。

この設計は、アディティブ マニュファクチャリングの設計に関する専門知識を披露する機会を当社のエンジニアに与えました。このくるみ割り人形を、従来のように 12 個以上の部品を必要とするのではなく、1 つの 3D プリント部品として作成します。

設計工学

くるみ割り人形のすべての部品 (ギア、クランク、ラック、ハンドルなど) を 1 つの部品に統合できる設計に落ち着いたら、くるみ割り人形がクルミの殻を割るのに必要な力を生み出すようにする必要がありました。

私たちはこのトピックに関する学術文献を参照し (実際に存在します!)、適切な量の力を生み出すために必要なギアのサイズ、ギア比、およびクランクの設計を決定するためにナプキンの裏計算を行いました。

また、印刷された歯車が機能することを確認する必要もありました。設計では、ギアの歯が効果的にかみ合うようにしながら、粉体を除去するための回転クリアランスのバランスを取る必要がありました。これを行うために、すべての合わせ面に 0.5 mm の最小ギャップがあることを確認しました。

当初、金属とプラスチックの 3D プリント パーツを組み合わせて使用​​することを考えていましたが、くるみ割り人形全体を HP Jet Fusion 580 カラー 3D プリンターでプリントすることにしました。この装置は、Fast Radius 工場にとって比較的新しいものであり、テストを行いたいと考えていました。 580 で使用されている材料、HP 3D High Reusability CB PA12 は、数百万の部品を印刷するために使用した PA 12 とほぼ同じ機械的特性を備えているため、ナットを割るのに十分な剛性と強度を備えた耐久性のある部品を作成できることを知っていました。 HP 3D Jet Fusion 4200 プリンターで。ただし、580 プリンター自体は 4200 とは若干異なるため、580 のビルド ボリュームに合わせてデザインと向きを調整しました。

最終製品

私たちの慎重な設計とエンジニアリングは報われました。くるみ割り人形はプリンターから完全に機能し、すぐに使用できます。

くるみ割り人形に特別な気品を与えるために、当社のチーフ デザイナーは馬車時計からインスピレーションを得て、ラックとピニオンにフィットする 2 つの透明な部品を作成しました。これらの作品は、Carbon® Digital Light Synthesis™ の Whip Mix から作成されました。最終的に、稼働中のマシンを簡単に撮影できるように、小さいドームのみを含めることにしました。

…それがFast Radiusくるみ割り人形の話です。以下のビデオをチェックして、実際の動作を確認してください。新しい休日の伝統が始まったばかりかもしれません.

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