Fazendo um quebra-nozes incrivel com impressão 3D

Levamos as férias a sério aqui na Fast Radius. Também estamos comprometidos com nossa missão de tornar possíveis coisas novas.

Em dezembro, embarcamos em uma missão para unir nosso espírito festivo e nossa experiência em manufatura aditiva para criar nossa versão de um clássico de férias:o quebra-nozes. Nosso produto final é verdadeiramente inacessível com qualquer método de fabricação tradicional. Além disso, ele pode realmente quebrar uma noz. Aqui está como fizemos isso.

Projeto

O processo de design começou avaliando vários métodos diferentes para quebrar uma noz.

Por fim, optamos por um mecanismo de cremalheira e pinhão, que traduz o movimento de rotação de um pinhão (engrenagens) no movimento linear de uma cremalheira (a haste que esmaga a porca).

Este projeto apresentou aos nossos engenheiros a oportunidade de mostrar sua experiência em projetos para manufatura aditiva; faríamos este quebra-nozes como uma única peça impressa em 3D, em vez das mais de 12 peças que seriam necessárias para fazê-lo tradicionalmente.

Engenharia de projeto

Uma vez que estabelecemos um projeto que pudesse consolidar todas as partes do quebra-nozes – incluindo engrenagens, manivela, cremalheira, alça – em uma única peça, precisávamos ter certeza de que o quebra-nozes produziria a força necessária para quebrar a casca da noz.

Consultamos a literatura acadêmica sobre o assunto (existe, realmente!) e fizemos alguns cálculos para determinar o tamanho da engrenagem, a relação de transmissão e o design da manivela que precisaríamos para criar a quantidade certa de força.

Também precisávamos garantir que as engrenagens funcionassem uma vez impressas. O projeto teve que equilibrar as folgas rotacionais para a remoção do pó, garantindo que os dentes das engrenagens ainda se encaixassem de forma eficaz. Para fazer isso, garantimos que todas as superfícies de contato tivessem uma folga mínima de 0,5 mm.

Embora originalmente pensássemos em usar uma combinação de peças impressas em 3D de metal e plástico, tomamos a decisão de imprimir o quebra-nozes inteiramente na impressora 3D colorida HP Jet Fusion 580. Este equipamento é relativamente novo na fábrica da Fast Radius, e queríamos testá-lo. Sabíamos que o material usado no 580, HP 3D High Reusability CB PA12, poderia fazer peças duráveis ​​que eram rígidas e fortes o suficiente para quebrar uma noz porque tem propriedades mecânicas quase idênticas ao PA 12 que usamos para imprimir milhões de peças em nossas impressoras HP 3D Jet Fusion 4200. A própria impressora 580, no entanto, varia um pouco da 4200, então ajustamos o design e a orientação para o volume de construção da 580.

O produto final

Nosso projeto e engenharia cuidadosos valeram a pena. O quebra-nozes saiu da impressora totalmente funcional e pronto para uso.

Para dar um toque extra ao quebra-nozes, nosso designer-chefe se inspirou nos relógios de carruagem e criou duas peças transparentes que caberiam sobre a cremalheira e o pinhão. Fizemos essas peças de Whip Mix on Carbon® Digital Light Synthesis™. No final, optamos por incluir apenas a cúpula menor para facilitar a fotografia da máquina em ação.



…E essa é a história do quebra-nozes Fast Radius. Confira o vídeo abaixo para vê-lo em ação! Podemos ter acabado de começar uma nova tradição de férias.

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