LTI：在 3D 列印中使用PC線材進行設計創新
Laboratory Technologies Inc. (LTI) 是實驗室輻射儀器的領先製造商。自 1983 年以來，它一直是美國和海外實驗室輻射儀器的供應商。LTI 迎合了一個主要由全球核實驗室組成的小型專業市場。
金屬加工成本高，設計受限
LTI 的領先產品包括 Genesys 100 系列 Gamma 計數器、Genesys Gamma 1 單孔 Gamma 計數器和 Wiper Wipe 測試計數器。這些產品的設計受到製造它們所需的加工過程的限制。最初的設計是用單件冷軋鋼 (CRS) 製造的。探測塔是一根鋼管，一端焊接有一塊鋼板。然後將板磨成一個封閉的管道，並在其中鑽一個孔。然後將另一端擰上螺紋以允許在內部擰入墊片。由於不是一個簡單的結構，這兩個零件由於涉及機械加工而製造起來特別昂貴。
3D列印使產品開發順利進行
LTI決定找到一個合適的解決方案，透過在內部使用3D列印來替代這個昂貴的流程。經過幾次比較和試用，LTI購買了一台 Raise3D Pro2 Plus大面積的3D列印機。由於Pro2 Plus的高溫加熱能力，LTI可以試驗各種熱塑性塑料和材料品牌。經過一些實驗，LTI決定選用Polymaker聚碳酸酯(PC)作為適合製造的3D列印材料。
在選擇了最好的線材後，LTI進一步研究並利用3D列印的能力來完成難以用鋼製造的複雜角度和形狀。例如，每個角都列印為圓角，而不是傳統的銳角。上表面形成彎曲和現代的輪廓。當LTI將3D列印零件與等效的機器製造零件進行比較時，該公司意識到新的幾何形狀改善了外觀和安全性。對於這些類型的幾何特徵，傳統加工需要過多的刀頭操作知識和更先進的解決方案才能達到。
由於3D列印能夠印出任何形狀，LTI的產品開發過程更加順暢。幾乎任何輪廓和結構設計都可以透過3D列印實現，而無需額外更換工具。外觀以及裝配槽和通風孔等功能特徵都是使用CAD設計軟體精確創建的。
零件開發的發展更新很快，因為Raise3D列印機可以在保持用戶友好的同時產生多種類型的形狀。Raise3D Pro2 Plus是一款體積更小，列印面積更大的3D列印機，採用全封閉結構，100-240V交流電源。因此，列印機可以使用更少的空間和電力輕鬆部署在任何地方。LTI將Pro2 Plus直接安裝在其生產線旁邊，因此工程師可以立即查看和做任何的修改。
借助Raise3D的切片軟體ideaMaker, LTI在幾個月的3D列印過程中更細化了許多細節，專注於實現最佳的表面質量和尺寸精度。從ideaMaker的模板庫中，LTI選擇了層高為0.1mm的選項，從而產生具有非常高分辨率和光滑表面的最終列印結果。在保持尺寸精度時，LTI充分利用了ideaMaker的綜合工具組合來降低線材收縮率。收縮率決定了擠出塑料在冷卻時的收縮量。這會導致塑料流動寬度的設定值與實際值之間存在誤差。ideaMaker允許用戶從多個角度設定擠出過程，例如設定不同部位的擠壓相關數值，以及應用特定值來補償收縮率。
正確的3D列印材料對於3D列印產品至關重要
在測試了不同的3D列印材料後，LTI發現聚碳酸酯(PC)是最佳選擇。但並非所有PC線材都是相同的。Polymaker的PolyMax™ PC最終被證明是LTI 的最佳選擇。在現有工業級3D列印線材中，PC因其出色的抗衝擊性和高剛度而成為機械性能的首選。因此，PC列印零件可以吸收衝擊並防止變形或破裂。除了這些特性，PolyMax™ PC還具有良好的列印適性。LTI發現列印 PC零件足以保護設備。但是，PC的密度遠低於CRS。
LTI 材料應用的成功還依賴於Polymaker的特定材料科學。對於伽瑪計數器和雨刷器，UL防火等級很重要。阻燃性可防止材料燃燒並有助於減緩火勢蔓延。
在Polymaker的PolyMax™ PC-FR推出後，LTI立即抓住了使用的機會。PolyMax™ PC-FR具有足夠的剛度和抗衝擊性。其成分來自世界領先的聚合物供應商-科思創，可確保在UL94阻燃測試中的V0性能以及出色的韌性、強度和耐熱性。PolyMax™ PC-FR還具有可靠性和易用性的優勢。LTI最後選擇了這種材料進行生產。
透過簡單的後處理完成3D列印零件
作為生產的最後一步，LTI對列印的PC零件執行後處理。列印完成後，將零件輕輕打磨5-10秒以去除毛刺和瑕疵。所有外部零件的內部都塗有導電鎳射頻屏蔽塗料，而外部表面則塗有底漆以填充列印機擠壓產生的小角落和縫隙。乾燥後，再次輕輕打磨30-60秒並擦乾淨。然後，使用一層錘擊面漆使零件具有金屬外觀。
3D列印帶來更好、更便宜的產品
經過數月的發展，LTI透過3D列印實現了顯著的產品優化。透過重新設計結構，用Polymaker PC的新外板與CRS之前的設計一樣堅固，但重量減輕了 10磅（9.5千克）。原因是PC的密度僅為1.2克/厘米3 ，而CRS的重量是7.8 克/厘米3的六倍。在成本方面，用3D列印技術做的產品總成本僅為原技術的25%。這主要是由於3D列印的零件比機械加工零件便宜了94%。
