3D 프린팅으로 만들 수 없는 명절 호두까기 인형 만들기

Fast Radius에서는 휴가를 진지하게 생각합니다. 우리는 또한 새로운 것을 가능하게 하는 우리의 사명에 전념하고 있습니다.

올해 12월에 우리는 축제 정신과 적층 제조 전문 지식을 결합하여 크리스마스 클래식인 호두까기 인형을 만드는 임무에 착수했습니다. 우리의 최종 제품은 어떤 전통적인 제조 방법으로도 만들 수 없습니다. 또한 실제로 호두를 깨뜨릴 수 있습니다. 우리가 한 방법은 다음과 같습니다.

디자인

설계 프로세스는 너트를 깨는 여러 가지 방법을 평가하는 것으로 시작되었습니다.

궁극적으로 우리는 피니언(기어)의 회전 운동을 랙(너트를 부수는 막대)의 선형 운동으로 변환하는 랙 및 피니언 메커니즘에 정착했습니다.

이 설계는 우리 엔지니어들에게 적층 제조 설계에 대한 전문 지식을 과시할 수 있는 기회를 제공했습니다. 우리는 이 호두까기 인형을 전통적으로 만드는 데 필요한 12개 이상의 조각 대신 하나의 3D 인쇄 조각으로 만들 것입니다.

설계 엔지니어링

기어, 크랭크, 랙, 핸들을 포함하여 호두까기 인형의 모든 부품을 단일 조각으로 통합할 수 있는 설계를 결정한 후에는 호두까기 인형이 호두 껍질을 깨는 데 필요한 힘을 생성하는지 확인해야 했습니다.

우리는 주제에 대한 학술 문헌을 참조하고(정말 존재합니다!) 적절한 양의 힘을 생성하는 데 필요한 기어 크기, 기어비 및 크랭크 설계를 결정하기 위해 냅킨 계산을 수행했습니다.

또한 인쇄된 기어가 제대로 작동하는지 확인해야 했습니다. 설계는 기어의 톱니가 여전히 효과적으로 맞물리도록 하는 동시에 분말 제거를 위한 회전 간격의 균형을 유지해야 했습니다. 이를 위해 모든 결합 표면의 최소 간격이 0.5mm인지 확인했습니다.

우리는 원래 금속과 플라스틱 3D 인쇄 부품의 조합을 사용하는 것을 고려했지만 HP Jet Fusion 580 컬러 3D 프린터에서 완전히 호두까기 인형을 인쇄하기로 결정했습니다. 이 장비는 Fast Radius 공장에 비교적 새롭기 때문에 테스트를 해보고 싶었습니다. 우리는 580에 사용된 재료인 HP 3D High Reusability CB PA12가 우리가 수백만 개의 부품을 인쇄하는 데 사용한 PA 12와 거의 동일한 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 너트가 부러질 만큼 단단하고 강한 내구성 부품을 만들 수 있다는 것을 알고 있었습니다. HP 3D Jet Fusion 4200 프린터에서. 그러나 580 프린터 자체는 4200과 약간 다르기 때문에 580의 빌드 볼륨에 맞게 디자인과 방향을 조정했습니다.

최종 제품

우리의 세심한 설계와 엔지니어링이 결실을 맺었습니다. 프린터에서 호두까기 인형이 완전히 작동하고 사용할 준비가 되었습니다.

호두까기 인형에게 약간의 추가 효과를 주기 위해 수석 디자이너는 마차 시계에서 영감을 받아 랙과 피니언에 딱 맞는 두 개의 투명 부품을 만들었습니다. Carbon® Digital Light Synthesis™의 Whip Mix로 이 조각들을 만들었습니다. 결국 우리는 작동 중인 기계를 더 쉽게 촬영할 수 있도록 더 작은 돔만 포함하기로 결정했습니다.

… 그리고 그것이 Fast Radius 호두까기 인형의 이야기입니다. 작동하는 모습을 보려면 아래 동영상을 확인하세요! 새로운 명절 전통을 이제 막 시작했을 수도 있습니다.

Fast Radius로 부품을 만들 준비가 되셨습니까?