All Posts
指南

如何优化工程配合的 3D 打印公差

3D printed tolerances for engineering fit

公差和配合是任何工程设计机械组件的重要概念。

最终核算公差可优化原型制造和生产过程、降低迭代材料成本、减少后处理时间以及降低部件意外破碎的风险。

传统加工中,更严格的公差与增加的成本呈指数关系。相对于较宽松的公差,更严格的公差需要额外且费时的加工步骤,所以对于给定应用,加工部件可以设计有最为宽松的公差。

与加工不同,增材制造和 3D 打印均有单个自动化生产阶段。更严格的 3D 打印公差可能需要在设计过程付出更多努力。但能极大地节省原型制造和生产的时间与成本。

在本文中,我们将确定公差在何时对 3D 打印最具价值。然后,我们将介绍不同的工程配合,以描述间隙配合、过渡配合和过盈配合的基本知识,以及为组件设计选择每种配合的意义。

下载我们的免费白皮书,详细了解测量与应用各种配合公差的方式,以及有关 Formlabs Tough Resin 和 Durable Resin 的特殊说明。

Tolerance is the predicted range of possible dimensions for parts at the time of manufacture.

公差是在制造时对部件可能尺寸的预测范围。


White Paper

优化功能性 3D 打印组件的设计

SLA 3D 打印技术提供范围广泛的工程材料,从用于模具制造的高温树脂,到用于承受高压力和拉力或随时间抗磨损的树脂。下载我们的白皮书,获取具体建议的设计公差。

下载白皮书


3D 打印大型组件和小规模制造的公差

对于原型制造和小规模制造,3D 打印的静态部件成本使其成为一种具有成本效益的方法,特别是对于定制零件,否则需要对模具进行大量投资。

3D 打印部件组件的后处理步骤包括清洁、打磨支撑以及润滑。如果为一次性部件,因为在设计阶段需要较少的公差工作,可合理打磨活动表面以实现正确配合。在较大的组件或成倍制造某物时,适当尺寸公差的价值很快就会体现出来。


Webinar

分步实例:如何 3D 打印具有严格公差的部件

想要了解如何将 3D 打印用于工程应用吗? 观看我们的网络研讨会以了解立体光固化 (SLA) 3D 打印工作流程、材料选择以及部件到打印工作流程的专家提示,从 3D 打印中获得最大价值。

立即观看网络研讨会


选择最佳工程配合类型

为了理解并设计最理想的 3D 打印公差,确定最适合组件的配合类型十分重要。

组件的功能性需求定义了部件的配合方式。

choosing the best type of engineering fit assembly graphic - clearance fit, transition fit, interference fit

工程配合分为三种类型:间隙配合、过渡配合、过盈配合。每种配合类型都可以分为两个主要的子类型。

取决于 3D 打印工艺,不同制造方法的方差总会有一些变化,这意味着配合是一个连续体而非多个完全独立的阶段。例如,较大的间隙配合下,部件可以自由移动但是精确度较低。更严格的过渡配合使连接更牢固,但是连接处更易磨损。过盈配合需要更大的力进行连接,会使拆卸过程更具挑战性。

间隙配合

组件的自由移动需要两个活动表面之间存在间隙或空间。通过确保活动表面的公差带不重叠而得到间隙。

活动表面为模型区域,在此处两个表面相互接触或者相互移动,或存在静态配合。

子分类

  • 滑动配合有一定程度的横向游隙,而流动配合几乎没有游隙。

  • 流动配合有稍大摩擦,但运动更精确。

游隙是指在机械装置中非计划方向上的移动空间量。

过渡配合

如果部件之间不需要运动,过渡配合则便于组装与拆卸,其中公差带部分重叠。

子分类

  • 通过键配合,组件准确插入或围绕于另一个部件,仅需较小的力便可安装或拆除。

  • 推入配合需要更大的力连接和拆除部件,但可手动连接。

过盈配合

过盈配合提供精确且牢固的连接,但是需要更大力进行组装。过盈配合中的公差带完全相交。

子分类

  • 压入配合需要持续的力用以安装,可能需要额外的手动工具(如锤子),并形成永久连接。

  • 压配合需要更大的力用以安装,可使用手扳压床或相似工具进行连接。

设计成功的 3D 打印组件

white paper engineering fit optimizing design for functional 3d printed assemblies

常见几何形状的配合范围可广泛应用于多种设计。在了解最佳配合后,您将需要为您的应用选择材料并设计公差。我们的白皮书,“工程配合:优化功能性 3D 打印组件的设计”,有助于指导这些决定。

下载我们的白皮书,详细了解测量与应用各种配合公差的方式,以及有关 Formlabs Tough Resin 和 Durable Resin 的具体建议。该资源中也包括可下载测试模型的链接与润滑剂、粘合组件和加工的建议。

下载白皮书