出道即巅峰｜PA12，精密工业设备的不二之选

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　　测试新材料（如SAF&#8482A12）制作的部件质量如何是一个艰难的过程——因为需要花费许多时间去手动完成测量、装载样品和测试。为节约操作人员的时间，让他们专注于更重要的任务，Stratasys的工程师们开发了一台自动测量机，航空航天3D打印而这台自动测试机正是由SAF&#8482A12材料3D打印而成。

　　挑战

　　将H350™的新材料推向市场的过程需要持续监测，并不断测量打印件的质量。通过单轴拉伸测试试验试棒，可以有效地评估打印件的机械质量和一致性。

　　单轴拉伸试验包括记录分开试棒所需的力，从这个简单的测试中可以获得很多关于材料的信息。测试包括杨氏模量、屈服应力、极限拉伸强度和断裂伸长率，这都有助于追踪材料的熔合情况。监测这些特性在一次打印、不同打印以及不同机器打印中的变化，有助于了解机器和材料的一致性情况。

　　庞大的测试量使操作人员面临时间压力

　　在试棒上进行拉伸试验相对快速且简单。首先测量横截面积以确保结果准确，然后将样品装入拉伸试验机，以预先设定的速度拉动直至其失效，最后卸下即可。

　　然而，当你需要在一次打印中测试30个拉伸试块，且同时有多达10台机器使用同一种材料，2700个试块需要在一个月内完成制作并测试时，任务就变得十分艰巨，很难满足测试的时间节点需求——而这是为研发团队开发工作提供数据的关键。

　　对此的解决方法是打造一台自动试验试棒测量机——它能够对（30个）打印试棒进行完整测试，包括对每个试棒的宽度和厚度进行重复3次的测量，并将这些数据记入拉伸试验软件。

　　解决方案

　　该测量机名为AutoMeasure，可实现过程的全自动化，操作人员无需在测量过程中进行干预。过去使用卡尺进行手动操作时，每个试棒需要30秒，每次打印需要15分钟。如今的自动化的操作过程节省了这些时间，让操作人员得以腾出时间去忙其他更有趣或更需要参与的工作。这一解决方案每年可以节省约287小时的操作时间，且并不会对工艺的安全性或关键数据带来任何影响。

　　为提高产量，同时不给操作人员增加额外的压力，需要相应缩短部分或全部步骤的时间。

　　以下为拉伸试验的各项步骤及每个步骤所需的时间：

　　为减少测试时间寻求解决方法时需考虑以下因素：

　　装载和卸载样品需要保障安全性和准确性。

　　最小样本测试时间由标准化操作决定。增加测试机的数量将始终是实现这一目标的唯一方式，这需要投入大量的资本和运营，以及更长的设备交付周期。

　　样品横截面积的测量使用游标卡尺手动完成，需重复3次。整体免去测量过程或减少重复测量次数会影响测试和数据质量。

　　“设计AutoMeasure的过程非常简单，因为H350能让我快速进行各种迭代，部件也总能按照规格出品。得益于3D打印的精准性和一致性，我能很轻松地进行增材制造设计。”

　　——Nyall Davis

　　工业3D打印QA技术员

　　AutoMeasure测量机的另一个优势是提高了测量的可重复性。它消除了由于操作人员的不同而带来的差异，也消除了因技术差异影响测量结果的可能。

　　AutoMeasure缩短了整个流程所需的时间，节省了成本，为研发工作提供更多的指导性数据，并提高了测量精度，使得操作人员有更多时间完成其他任务。

　　由H350打印的高质量部件构成了大批量测试机的结构框架

　　工业3D打印QA技术员Nyall David是AutoMeasure背后的“大脑”，该测量机由13个打印部件构成，均由H350打印机使用SAF&#8482A12材料生产。

　　运用SAF技术打印的部件构成了AutoMeasure的整体结构和一些功能性机械部件。这些部件充分利用了H350强大的嵌套生产能力，所有13个部件可以紧密地嵌套于一个略小于全Z高度一半的打印空间中。这使得打印可以在5小时内完成，或在一次打印中完成两个AutoMeasure测量机的部件。

　　SAF技术工程师认为，如果没有H350打印机和SAF™技术，AutoMeasure就不可能成功开发。以下这些材料特性帮助测量机完美地实现预期目标：

　　SAF&#8482A12是高精度工业机器部件的理想选择。AutoMeasure的底盘由2个大件组成，必须精准对齐螺丝孔洞才能正确组装。

　　PA12可实现功能性终端部件的快速周转，以及快速迭代和设计自由，并缩短开发周期。SAF工艺强大的嵌套能力是一个巨大的进步，可在5小时内完成所有部件的打印（冷却时间为24小时），这是其他3D打印工艺难以实现的。

　　SAF&#8482A12的高精度可更好地控制尺寸，如轴承座和调整螺丝孔无需额外的后处理就可以直接打印在部件上。

　　使用SAF技术及其PA12材料的更多优势

　　调整螺丝的导轨。M3螺丝的导轨很精细，需要高精度的SAF&#8482A12才能保证其线性、平稳地滑动。

　　直接打印在导螺杆部件上的压配轴承座。SAF&#8482A12的高精度可以实现高匹配度

　　直接打印在部件上的导螺杆螺栓孔。部件的细微错位都可能导致导螺杆的操作问题，精准性至关重要，因此SAF&#8482A12是理想的材料。

　　H350打印机和SAF&#8482A12的精细分辨率可以直接在部件上打印标签，并清楚地显示按钮的功能。

　　H350打印机和SAF技术提供的设计自由度使得线缆管理可以直接打印在底盘上，无需打印后再进行组装。后续，设计上的任何调整都可以快速实现，并重新打印部件。

　　使用SAF&#8482A12降低成本、提升产量

　　鉴于只有两项耗材（HAF和粉末）及一个简单、精益的冷却程序，使用SAF技术制作的单个部件成本通常低于其他技术。AutoMeasure总装配成本为583美元，包括打印和附加组件。

　　经计算，投资一台AutoMeasure 69天就能收回成本，仅操作人员的时间就相当于每年节省约4493美元，操作人员可以省下时间去做其他更重要的事。

　　SAF工艺下的机器的一致性让设计可以随时随地进行部署。设计文件可以电子形式共享和打印，并确保打印结果均符合要求。这意味着运输成本和延误不复存在，能在任何地方，以最短的时间进行强化测试。

　　鉴于设计是模块化的，生产时无需模具，未来设计可以自由修改，以满足不同标准的试验棒或其他机械测试部件（如冲击和弯曲测试）的需要。