如何设计3d打印铰链

3D打印原型bepaly下载app (SLS)或多射流融合(MJF)通常包括活铰链，稍后将注塑成型。beplay体育下载ios注塑成型可以创造活铰链它们非常薄，但仍然有很长的寿命。虽然可以在SLS和MJF中创建坚固而功能强大的活铰链，但在设计阶段需要更加小心。这甚至可能要求在原型设计阶段以一种方式设计铰链，然后在进行注塑成型之前重新设计。beplay体育下载ios

在设计活铰链时要记住的第一个原则是，它需要是部件中最薄弱的区域。如果活铰链的厚度与几何图形的其余部分大致相同，那么在尝试使用铰链时，该部分将扭曲和弯曲。

弯曲铰链所需要的力不仅与铰链的厚度成正比，而且与它的宽度成正比。考虑将一个铰链修改为几个更小的铰链的可能性。举个例子，0.8英寸。铰链分成三个0.2英寸。铰链和离开0.1英寸。每个铰链之间不仅可以延长部件的功能寿命——如果许多铰链中有一个最终失效，该部件仍然可以使用——而且还可以提高部件的性能。这是因为操作铰链所需的力更少，因此对扣环、卡扣和整个几何结构施加的压力更小。

请注意，活铰链的作用有点像弹簧，会对卡扣、卡扣或任何将部件固定在弯曲位置的紧固件施加恒定的张力。这些紧固件需要足够坚固，以抵抗铰链的弹簧力。

由于该技术的最小特征尺寸为0.02英寸，我们建议使用Multi Jet Fusion用于带有活铰链的3d打印部件。

3d打印活铰链材料

当3D打印带有活铰链的部件时，最合适的尼龙材料是MJF中的pa12。铰链也可以由PA 850黑色的SLS材料制成，最好是PA 650，但它们很可能具有较短的使用寿命，在设计它们以及周围部分时需要更加小心。

我们建议避免使用PA 614和PA 620 MF，因为尼龙太硬，会断裂而不是弯曲。虽然你可以在技术上用TPU这样的弹性体制造一个活铰链，但这种材料很少适用于其他几何结构。

如何计算活铰链长度

活铰链在使用时处于恒定的压力下。铰链的一侧受到压缩，而另一侧将受到拉伸。正因为如此，活铰链应该尽可能薄。这意味着铰链的厚度应该是该技术的最小特征尺寸(0.02英寸)。为MJF和0.03英寸。SLS)。这就是为什么MJF是生活铰链的卓越增材制造技术的原因之一。

公式L=πR是铰链长度与放置位置的理想关系。这使得铰链在关闭位置时形成半圆形。遵循这个公式将沿着铰链均匀分布应力，并将附着点的应力降至最低。下图展示了铰链长度和位置之间的关系。

图1:

如果铰链过短或沿壁向下到附着点的距离R过大(L < πR)，铰链将在闭合位置受到拉伸，应力集中在附着点处，如图2.1所示。铰链过长或附着点与配合面(L > πR)过于接近时，应力会集中在附着点和铰链中部。这也降低了部件的功能，因为多余的铰链材料将充当弹簧，撬开配合表面，如图2.2所示。

考虑到这些概念，我们发现MJF可以在退火到长度L=0.05英寸后构建具有良好结果的活铰链。用公式L=πR。这意味着公式中R的最小距离是0.016英寸。由于铰链外部相对于铰链中心线的拉伸，较小的铰链(公式L=πR中较短的长度)比较大的铰链对材料施加更大的应力。

较大的铰链将对材料施加较小的压力，因此往往具有较长的使用寿命。然而，在某些情况下，铰链变得太大，实际上可能会降低部件的功能和美观，仅仅是因为铰链特征的大小。

直角和其他活铰链的公式

到目前为止，我们只讨论过弯曲度为180度的铰链;然而，所有这些原则都适用于任何程度的弯曲，比如90度的铰链。那么所有弯曲铰链的一般规则是什么呢?

在180度弯曲的情况下(图3)，它是圆周长的一半。因此，对于90度的弯曲，铰链需要变成圆周长的四分之一。一个给定弯曲半径的活铰链长度的一般公式(反之亦然)，需要使用我们之前的公式:L=πR。

但由于这给出了180度弯曲的正确答案，我们需要考虑问题中的弯曲度是180度的多少。换句话说，我们需要除以180。可以应用于所有弯曲的公式是L=(弯曲°/180)πR。

没有保证您的铰链能够承受的伸缩循环次数，但遵循这些指导方针将有助于最大限度地延长您的铰链3D打印设计的寿命。如果您需要详细讨论您的3D打印设计，请致电877-479-3680或联系我们的应用工程师(电子邮件保护)．