如何设计3d打印铰链

3D打印的原型选择性激光烧结(SLS)或多射流聚变(MJF)通常包括活铰链，稍后将注塑成型。2022世界杯足球赛时间表注射成型可以制造活铰链它们非常薄，但寿命很长。虽然可以在SLS和MJF中创建坚固且功能齐全的生活铰链，但在设计阶段需要更加小心。这甚至可能要求铰链在原型阶段以一种方式设计，然后在移动到注塑成型之前重新设计。2022世界杯足球赛时间表

在设计活铰链时要记住的第一个原则是，它需要是零件中最薄弱的区域。如果活铰链与其余几何形状的厚度大致相同，那么当尝试使用铰链时，该部件将扭曲和弯曲。

弯曲铰链所需的力不仅与铰链的厚度成正比，而且与铰链的宽度成正比。考虑将一个铰链改装成几个更小的铰链的可能性。例如，交出0.8。铰链成三个0.2英寸。铰链和离开0.1英寸。在这两者之间，每个铰链不仅会延长零件的功能寿命——如果许多铰链中的一个最终失效，零件仍然可以使用——而且还可以提高零件的性能。这是因为操作铰链所需的力更小，因此对卡扣、卡扣和整体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，它会对卡扣、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，以对抗铰链的弹簧般的力量。

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打印生活铰链材料

当3D打印带有活铰链的零件时，最合适的尼龙材料是MJF中的pa12。铰链也可以由SLS材料pa850黑色制成，不太理想的是pa650，但是它们的使用寿命很可能较短，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的活铰链部件，因为尼龙太硬，会折断而不是弯曲。虽然从技术上讲，你可以用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形状。

如何计算活铰长度

活铰链在使用过程中承受着持续的压力。铰链的一侧受到压缩，而另一侧将受到拉伸。正因为如此，活铰链应该尽可能的薄。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之一。

公式L=πR是铰链长度与位置的理想关系。这使得铰链在关闭位置时形成半圆。遵循这个公式将沿铰链均匀分布应力，并尽量减少附着点的应力。下图展示了铰链长度和位置之间的关系。

在图1中:

如果铰链过短或沿墙向下到附着点的距离R过大(L < πR)，则铰链在闭合位置受到拉伸，应力集中在附着点处，如图2.1所示。如果铰链过长或附着点离配合面太近(L > πR)，应力将集中在附着点和铰链中部。这也降低了零件的功能，因为多余的铰链材料将作为一个弹簧，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 in后构建活铰链，效果很好。用公式L=πR。也就是说公式中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方式，较小的铰链(L=πR中较短的长度)比较大的铰链对材料施加的应力更大。

更大的铰链将对材料施加更少的压力，因此往往具有更长的寿命。然而，在某些时候，铰链变得太大，实际上可能会因为铰链特征的大小而降低零件的功能和美观性。

直角铰链和其他活铰链的公式

到目前为止我们只讨论了180度弯曲的铰链;然而，所有这些原则都可以适用于任何程度的弯曲，例如90度铰链。那么所有弯头的铰链的一般规则是什么?

在180度弯曲的情况下(图3)，它是圆周长的一半。所以对于一个90度的弯曲，铰链需要变成一个圆周长的四分之一。给定活铰的弯曲半径(反之亦然)，其长度的一般公式需要使用我们之前的公式:L=πR。

但是既然这个给出了180度弯曲的正确答案，我们需要考虑问题中180度的弯曲度是多少。换句话说，我们需要除以180。一个适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弯曲循环次数，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)．