Glatter Kugellagerlauf in FDM-Teilen mit Insight Custom Groups erreichen

Wenn ein Direct Digital Manufacturing (DDM) Projekt spezifische Funktionalität über statische Endverbrauchsteile hinaus verlangt, ist eine häufige Anforderung die Integration von Kugellagern in FDM-Gehäuse.

Kugellager werden für ihren sanften Klang und ihr Gefühl geschätzt. In konventioneller Bearbeitung oder Gießen ist diese Glätte inhärent; jedoch, wenn ein Lager auf einer rastergenerierten Oberfläche von FDM oder DDM sitzt, kann die Rauheit den Eindruck einer beschädigten Montage erwecken.

Die eigentliche Herausforderung ist es, ein Lagergehäuse zu fertigen, das so sanft klingt und sich anfühlt wie ein bearbeitetes Teil – ohne auf Nachbearbeitungs-Finish-Schritte zurückzugreifen.

Im traditionellen FDM besteht der Boden, auf dem das Lager läuft, aus Rastern – schichtweisen Drucken, die eine unebene Oberfläche erzeugen, oft als „Green Flag“ Finish bezeichnet.

In diesem Projekt wurden Teile auf einem Fortus 380mc mit ASA-Filament gedruckt. Die resultierenden STL-Dateien wurden in Insight™ Software verarbeitet, die erweiterte Bearbeitungstools wie Custom Groups bietet. Custom Groups können das Raster-Muster eines Bodens in eine Reihe von Konturen umwandeln und so eine viel glattere Oberfläche für die Kugellager erzeugen. Konturen sind Materialschichten, die einer Regionenkontur folgen, während Raster das Innere von Kante zu Kante füllen.

Custom Groups sind über das Toolpaths-Menü in der Hauptoberfläche zugänglich.

Nach Auswahl erscheint das Custom Group Panel auf der rechten Bildschirmseite.

Klicken Sie auf „Neu“ und benennen Sie die Gruppe sinnvoll um – zum Beispiel „BearingFloor“.

Unter Kontur-Parametern ändern Sie den Stil vom Standard „Einzelkontur“ zu „Mehrere Konturen“. Setzen Sie die Konturbreite auf das Minimum, das durch die 0,010 mm Schichtdicke erlaubt ist, und spezifizieren Sie 30 Konturen.

Wählen Sie als Nächstes die Schicht – oder Gruppierung von Schichten – und klicken Sie auf „Hinzufügen“. Die gewählten Schichten werden magenta und erhalten keinen Werkzeugpfad. Zeigen Sie den Werkzeugpfad-Vorschau an, indem Sie auf das Z-Icon unten rechts klicken.

Die Vorschau offenbart designbedingte Probleme: Eine flache interne Fläche hält die Basis vom Drehen ab, erzeugt aber auch einen Lufteinschluss direkt unter dem Lager. Dieser Spalt verursacht leichtes Wackeln und einen einzelnen Raster, der alle 90 Grad als Bremse wirkt.

Ich testete mehrere Kombinationen aus Konturbreite und Anzahl, immer die kleinste Breite bevorzugend, um Glätte zu maximieren. Der Schlüssel war, den Lufteinschluss zu eliminieren.

Eine weitere Überlegung ist die Wanddicke. Da dies ein DDM-Teil ist, gilt die Regel gerader Wanddicke nicht. Die beste Lösung ist, das CAD-Modell zu überarbeiten, statt in Insight zu editieren.

Nach Überarbeitung des Modells in SOLIDWORKS hat die Schicht nun einen soliden Raster und ist bereit für eine neue Custom Group. Ich behielt die gewünschte Konturbreite bei und erhöhte die Anzahl der Konturen.

Die überarbeitete Konfiguration liefert zufriedenstellende Ergebnisse: Die Konturen sind am Minimum für meine 0,010 mm Düse, was zu einer glatteren und leiseren Kugellagerrotation führt. Die zentralen Raster sind akzeptabel, da der Boss sie abdeckt.

Obwohl das Finish nicht identisch mit bearbeiteten oder gegossenen Teilen ist, ist der verarbeitete Kugellagerboden ein Erfolg. Die Klangqualität verbessert sich dramatisch, eliminiert die rauen Geräusche der ursprünglichen Raster und versichert Kunden, dass die Montage intakt ist. Das Gefühl ist glatter, mit signifikant weniger Widerstand. Wenn Gewicht hinzugefügt wird, gewähren Klang, Gefühl und Funktion gemeinsam dem Projekt grünes Licht.

Ohne Custom Groups würde diese Komponente nie ihr volles Potenzial erreichen. FDM-Teile blieben im Bereich des „Traditionellen“ Druckens. Insight Software befähigt uns, diese Grenze zu überschreiten – einen Prozess zu schaffen, den wir kontrollieren und kontinuierlich verfeinern können.

Direct Digital Manufacturing hält großes Versprechen und Belohnung bereit. Es gibt noch viel zu lernen und zu verbessern. Ich plane, diese Teile zu finalisieren und die Endergebnisse zu teilen, sobald sie abgeschlossen sind.

Tags: 3D Printers, AMG, Ball Bearings, Custom Groups