Revolucionando Tradições de Férias: Quebra-Nozes Impresso em 3D Quebra Barreiras

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

Este dezembro embarcamos numa missão para unir nosso espírito festivo e expertise em manufatura aditiva para criar nossa versão de um clássico natalino: o quebra-nozes. Nosso produto final é verdadeiramente impossível de fabricar com qualquer método de manufatura tradicional. Além disso, ele realmente consegue quebrar uma noz. Veja como fizemos.

Design

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 rotacional de um pinhão (engrenagens) no movimento linear de uma cremalheira (a haste que esmaga a noz).

Este design deu aos nossos engenheiros a oportunidade de demonstrar sua expertise em design para manufatura aditiva; faríamos este quebra-nozes como uma única peça impressa em 3D, em vez das 12+ peças que seriam necessárias na manufatura tradicional.

Engenharia de design

Depois de definir um design que consolidasse todas as partes do quebra-nozes — incluindo engrenagens, manivela, cremalheira, cabo — numa única peça, precisávamos garantir que o quebra-nozes geraria a força necessária para quebrar a casca da noz.

Consultamos a literatura acadêmica sobre o tema (existe, acredite!) e fizemos contas de guardanapo para determinar o tamanho da engrenagem, relação de transmissão e design da manivela necessários para criar a força adequada.

Também precisávamos garantir que as engrenagens funcionariam uma vez impressas. O design tinha que equilibrar folga rotacional para remoção de pó enquanto assegurava que os dentes das engrenagens ainda engrenassem efetivamente. Para isso, garantimos que toda superfície de encaixe tivesse folga mínima de 0,5 mm.

Embora originalmente considerássemos usar combinação de peças impressas em 3D de metal e plástico, decidimos imprimir o quebra-nozes inteiramente na impressora HP Jet Fusion 580 Color 3D. Este equipamento é relativamente novo na fábrica da Fast Radius, e queríamos testá-lo. Sabíamos que o material usado na 580, HP 3D High Reusability CB PA12, podia fazer peças duráveis, 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 ligeiramente da 4200, então ajustamos o design e a orientação ao volume de construção da 580.

O produto final

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

Para dar ao quebra-nozes um toque extra, nosso Designer Chefe inspirou-se em relógios de carruagem e criou duas peças transparentes que se encaixariam sobre a cremalheira e o pinhão. Fizemos estas peças com Whip Mix na Digital Light Synthesis™ da Carbon®. 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 da Fast Radius. Confira o vídeo abaixo para vê-lo em ação! Podemos ter acabado de iniciar uma nova tradição natalina.

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