Lograr rendimiento suave de rodamientos de bolas en piezas FDM con Grupos Personalizados de Insight

Cuando un proyecto de Fabricación Digital Directa (DDM) exige funcionalidad específica más allá de piezas estáticas de uso final, un requisito común es la integración de rodamientos de bolas dentro de carcasas FDM.

Los rodamientos de bolas son apreciados por su sonido y tacto suaves. En mecanizado o fundición convencional, esta suavidad es inherente; sin embargo, cuando un rodamiento se asienta sobre una superficie generada por raster de FDM o DDM, la rugosidad puede dar la impresión de un ensamblaje dañado.

El verdadero reto es fabricar una carcasa de rodamiento que suene y se sienta tan suave como una pieza mecanizada —sin recurrir a pasos de acabado de postprocesado.

En FDM tradicional, el suelo sobre el que rueda el rodamiento está compuesto por rasters —impresiones capa a capa que crean una superficie irregular, a menudo llamada acabado "Bandera Verde".

En este proyecto, las piezas se imprimieron en una Fortus 380mc usando filamento ASA. Los archivos STL resultantes se procesaron en el software Insight™, que ofrece herramientas avanzadas de edición como Grupos Personalizados. Los Grupos Personalizados pueden convertir el patrón de raster de un suelo en una serie de contornos, produciendo una superficie mucho más suave para los rodamientos. Los Contornos son capas de material que siguen el contorno de una región, mientras que los rasters rellenan el interior de borde a borde.

Los Grupos Personalizados se acceden a través del menú Trayectorias de herramienta en la interfaz principal.

Una vez seleccionados, el panel de Grupo Personalizado aparece en el lado derecho de la pantalla.

Haz clic en "Nuevo" y renombra el grupo con un título significativo —por ejemplo, "SueloRodamiento".

En Parámetros de Contorno, cambia el estilo del "Contorno Simple" por defecto a "Múltiples Contornos". Establece el ancho de contorno al mínimo permitido por el grosor de corte de .010 mm, y especifica 30 contornos.

Luego, selecciona la capa —o grupo de capas— y haz clic en "Añadir". Las capas elegidas se vuelven magenta y no tendrán trayectoria de herramienta. Previsualiza la trayectoria de herramienta haciendo clic en el icono Z en la esquina inferior derecha.

La previsualización revela problemas inducidos por el diseño: una cara interna plana impide que la base gire, pero también crea un hueco de aire justo debajo del rodamiento. Este hueco causa una ligera oscilación y un solo raster que actúa como freno cada 90 grados.

Probé múltiples combinaciones de ancho y número de contornos, siempre favoreciendo el ancho más pequeño para maximizar la suavidad. La clave era eliminar el hueco de aire.

Otra consideración es el grosor de pared. Al ser una pieza DDM, la regla de grosor de pared par no se aplica. La mejor solución es revisar el modelo CAD en lugar de editar en Insight.

Tras revisar el modelo en SOLIDWORKS, la capa ahora tiene un raster sólido y está lista para un nuevo Grupo Personalizado. Mantuve el ancho de contorno deseado y aumenté el número de contornos.

La configuración revisada ofrece resultados satisfactorios: los contornos están en el mínimo para mi boquilla de .010 mm, resultando en una rotación de rodamiento más suave y silenciosa. Los rasters centrales son aceptables porque el boss los cubrirá.

Aunque el acabado no es idéntico a piezas mecanizadas o fundidas, el suelo de rodamiento procesado es un éxito. La calidad del sonido mejora drásticamente, eliminando los ruidos rugosos de los rasters originales y tranquilizando a los clientes de que el ensamblaje está intacto. El tacto es más suave, con significativamente menos resistencia. Cuando se añade peso, sonido, tacto y función otorgan colectivamente el visto bueno al proyecto.

Sin Grupos Personalizados, este componente nunca alcanzaría su máximo potencial. Las piezas FDM permanecerían en el ámbito de la impresión "Tradicional". El software Insight nos permite traspasar esa frontera —creando un proceso que podemos controlar y refinar continuamente.

La Fabricación Digital Directa encierra una inmensa promesa y recompensa. Aún queda mucho por aprender y mejorar. Planeo terminar estas piezas y compartiré los resultados finales una vez completados.

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