Praktische reparaties met 3D printen

Dit artikel werd geschreven in het kader van het RE.FAB TOUR project, gefinancierd door het Waals Gewest. Blijf op de hoogte voor regelmatige artikels over 3D printen voor reparatie. Vind de hele reeks hier, evenals bronnen voor verdere studie en opleiding!

3D printen: de basis

Eerst en vooral de uitrusting: je hebt toegang nodig tot een 3D printer (bijvoorbeeld in een fablab), filamenten (het materiaal dat geprint zal worden) en een computer met specifieke software. In dit artikel hebben we het vooral over FDM of fused filament deposition technology. Dit is de meest toegankelijke technologie en kan worden gebruikt voor een breed scala aan reparaties. Om een onderdeel te repareren of opnieuw te ontwerpen, heb je ook gereedschap nodig om het te reproduceren onderdeel te demonteren en op te meten.

Het 3D printproces zelf is relatief eenvoudig. In drie hoofdfasen kunt u van een digitaal 3D-model van uw onderdeel een fysiek object maken.

 

De belangrijkste stappen van 3D printen.

1. Allereerst heb je een 3D-model nodig van het onderdeel dat je wilt printen. Dit model kan ofwel opnieuw worden ontworpen met behulp van ontwerpsoftware (zie ons advies op deze pagina), of online worden opgehaald, rechtstreeks van de fabrikant of via een platform voor het delen van onderdelen. Het 3D-bestand dat klaar is om geprint te worden is een .stl-bestand. In analogie met een papierprinter is dit het .pdf-bestand dat u wilt afdrukken.
2. Vervolgens moet het onderdeel worden voorbereid om te worden geprint. Hiervoor is een tweede stuk software nodig, slicer genaamd. Het doel van deze software is om het .stl-bestand om te zetten in een .gcode-bestand dat kan worden begrepen door de 3D-printer. Dit bestand bevat alle machine-instructies die de 3D printer zal volgen. Het is in dit stadium dat u de verschillende printparameters moet definiëren, zoals de gebruikte printer en het gekozen materiaal, die een grote invloed hebben op de kwaliteit van het geprinte onderdeel. Als we onze analogie voortzetten, komt de snijsoftware overeen met het dialoogvenster dat verschijnt wanneer je klikt op print je pdf-document.
3. Uiteindelijk hoef je alleen nog maar te beginnen met afdrukken. Net als bij het afdrukken op papier, als u geen fouten hebt gemaakt in de vorige fasen, is dit het gemakkelijkste deel!

 

Van 3D printen tot reparatie

Als je eenmaal weet hoe je moet 3D-printen, is het maar een kleine stap om te weten hoe je moet repareren met 3D-printen. Als onderdeel van het Sharepair project, waaraan Repair Together deelnam, heeft TUDelft een methodologie ontwikkeld, gepubliceerd in een door ons vertaalde gids.

Repareren met 3D printen: de 3DP4R methodologie.

Eerst en vooral moet je, zoals bij elke reparatie, begrijpen waar het defect vandaan komt. Welk onderdeel heeft het begeven en vooral waarom? Als u de oorzaak van het defect niet begrijpt, zal het waarschijnlijk weer gebeuren, zelfs met de beste bedoelingen!

1. De eerste stap voordat we beginnen met ontwerpen, is het onderdeel in meer detail analyseren. De belangrijkste vraag hierbij is: “Kan mijn onderdeel gerepareerd worden met 3D-printen? Het proces om deze vraag te beantwoorden is beschreven in een ander artikel. Als het antwoord op deze vraag ja is, kan de analyse van het onderdeel worden voortgezet. Deze analyse stelt ons in staat om in meer detail te begrijpen welke rol het onderdeel speelt in het defecte object, met welke onderdelen het interageert, wat zijn mechanische functies zijn, enzovoort. Het begrijpen van het onderdeel en de redenen voor het defect is essentieel om de rest van de reparatie tot een succes te maken.
2. In dit stadium ben je klaar om het hart van de reparatie in te gaan. Deze tweede fase is in feite het meest specifiek voor de reparatie en het meest essentieel om te bepalen of de reparatie al dan niet succesvol zal zijn. Het gaat om de voorbereiding van het 3D-model dat zal worden geprint. Er zijn twee manieren om dit te doen: het onderdeel opnieuw ontwerpen of het online ophalen. Het beste is om eerst te kijken of de tweede oplossing mogelijk is. Het heeft geen zin om het wiel opnieuw uit te vinden als er al een model bestaat. Er zijn echter grenzen aan deze oplossing (beschreven in een ander artikel). De andere oplossing is om het onderdeel helemaal opnieuw te ontwerpen. Als er één ding is dat je in dit stadium moet weten, is het dat herontwerpen niet hetzelfde is als kopiëren. Als een onderdeel kapot is gegaan, is dat waarschijnlijk omdat het breekbaar was. Bovendien is het originele onderdeel meestal gemaakt met een andere productiemethode en andere materialen. Het ontwerp moet dus worden aangepast aan de nieuwe beperkingen van 3D-printen. Praktisch gezien betekent dit meestal dat het onderdeel moet worden versterkt en vaak ook vereenvoudigd.
3. Voor de productiefase zelf zijn er dit keer weinig bijzonderheden die te maken hebben met het feit dat het onderdeel bedoeld is voor reparatie. Zoals bij alle 3D-printen is het een kwestie van het bepalen van de juiste printparameters zodat het onderdeel aan de verwachtingen voldoet, zoals de printrichting.
4. Als het onderdeel eenmaal geprint is, moet het nog getest worden. Het onderdeel heeft vaak een mechanische functie of heeft interactie met andere onderdelen en we moeten ervoor zorgen dat het aan zijn functie voldoet.

 

Klaar voor een succesvolle reparatie met 3D printen?

Een gouden regel is dat de eerste indruk zelden de juiste is. Het sleutelwoord is: itereren, itereren, itereren! Meestal moet u een of andere afmeting aanpassen, een of ander defect corrigeren of de printparameters aanpassen, wat een paar tests en prints vereist.

Dus alleen omdat je weet hoe je moet 3D-printen, wil nog niet zeggen dat je met dezelfde techniek een reparatie kunt uitvoeren. We mogen ook niet vergeten om ons af te vragen of het gepast is om deze technologie te gebruiken voor de reparatie. Soms is een beetje lijm voldoende! Om meer in detail en in de praktijk te weten te komen hoe je kunt repareren met 3D printen, kun je een kijkje nemen bij de bronnen in onze directory, onze speciale tutorial of onze komende trainingen.