견고한 3D 프린팅 리빙 힌지 설계: 실용 가이드

3D 프린팅으로 리빙 힌지(living hinge)를 만들 수 있다는 사실, 알고 계셨나요? 힌지 기능을 설계할 때 부품의 기능성과 무결성을 유지하기 위해 염두에 두어야 할 몇 가지 영역이 있습니다.

공정 (Process)

당사는 열가소성 또는 열가소성 유사 소재로 3D 프린팅하는 두 가지 공정, SLS(선택적 레이저 소결)와 SL(스테레올리소그래피)을 제공합니다. 하지만 리빙 힌지에 필요한 기능성을 구현하는 것은 SLS뿐입니다.

소재 (Material)

3D 프린팅 부품에서 리빙 힌지 가능성을 볼 때마다 당사는 강력하게 SLS를 권장합니다. SLS는 나일론 열가소성 소재, 주로 PA11 Black(나일론 11 소재)을 사용합니다. PA11 Black은 EB(파단 신율) 14~51% 증가 후 PA12 White(EB 24%)가 따릅니다.

하지만 PA11 Black이나 PA12 White로 제작된 부품을 2차 공정 없이 바로 리빙 힌지로 기능하게 할 수는 없습니다. 리빙 힌지가 있을 때 힌지가 작동할 방향이나 운동 범위를 알아야 합니다. 이는 250~275°F(121~135°C)로 가열해 의도된 운동 범위에서 힌지를 굽히는 어닐링(annealing) 공정이 필수적이기 때문입니다. 이는 레진 링크가 파열되는 대신 소재를 늘려 리빙 힌지 수명을 연장합니다.

SL은 열가소성 유사 소재를 제공하지만 리빙 힌지 애플리케이션에는 권장하지 않습니다. Somos 9120은 모든 SL 레진 중 가장 유연한 소재로 EB 15~25%입니다.

설계 (Design)

모든 리빙 힌지 설계가 작동하는 것은 아닙니다. 특히 사출 성형 폴리프로필렌 물티슈 용기 뚜껑 같은 전통적인 리빙 힌지 설계에 익숙한 경우라면 더욱 그렇습니다.

첫째, 전통적인 리빙 힌지 설계에 대해 배운 것을 잊으세요. SLS 힌지는 0.013인치(0.33mm) 두께가 될 수 없으며, 이는 부품 파손으로 이어집니다. 이상적으로는 수평 빌드 방향에서 0.020~0.040인치(0.508~1.016mm) 두께 범위를 권장해 부품이 늘어나고 스스로 접히도록 합니다.

둘째, 힌지 길이는 사출 성형 설계보다 훨씬 길어야 합니다. 90도 굽힘의 경우 최소 0.050인치(1.27mm), 180도 굽힘의 경우 최소 0.150인치(3.81mm) 길이를 권장합니다.

힌지가 견딜 수 있는 플렉스 사이클 수에 대한 보장된 숫자는 없지만, 수백 회를 견디는 부품도 보았습니다. 부품이 필요대로 작동하도록 하려면 고객 서비스 엔지니어(877.479.3680 또는 ADMIN@MFGROBOTS.COM)에게 문의하세요.