Te hanteren ontwerp-speling voor 3D print

Bij de constructie van twee gestapelde tetraëders (http://nl.wikipedia.org/wiki/Viervlak), vanuit hoekstukken met buizen opgespannen, vormen de hoekstukken de grootste uitdaging voor ontwerp en vervaardiging. Het idee is hoekstukken te maken waarin buizen gestoken kunnen worden die het geheel verbinden, vergelijkbaar met andere moderne lichtgewicht buizenconstructies. Het is duidelijk dat de hoeken de vorm bepalen, de lengtes van de buizen (waarvan de onderlinge verhoudingen dan, afhankelijk van de op te spannen vorm, vast liggen) de grootte.

Gekozen is voor de 3D printing techniek. Daarbij is gebleken dat dit hoewel een behoorlijk nauwkeurige techniek is, deze nauwkeurigheid niet per se toereikend is, vooral nadat het geprintte voorwerp wordt nabehandeld met een 2 componenten epoxy. Het probleem deed zich voor bij de binnendiameter (i.c. 15,5 mm) van de hoekstukken. Deze zijn bedoeld precies te sluiten rond de buizen, zonder noemenswaardige speling, maar ook zo dat de buizen er makkelijk in gestoken kunnen worden.

Gelukkig biedt de 3D printtechnologie ook een snelle manier om de benodigde extra speling in het ontwerp snel te bepalen. Alleen een bus waarin de gehanteerde buis moet kunnen worden geschoven, werd apart ontworpen. Vervolgens gedimensioneerd en geprint om proefondervindelijk de juiste speling te bepalen. Eigenlijk werd maar 1 iteratie doorlopen. Niet dat deze paste, maar op basis hiervan kon al met voldoende zekerheid een schatting afgeleid worden. Bij toepassing bleek deze inderdaad perfect. Een speling van ,5 mm, aldus binnendiameter 16,0 mm resulteerde. Hierbij is de binnenkant niet met epoxy behandeld maar 1-malig met 10-secondenlijm. 10-secondenlijm bleek namelijk al nauwelijks tot verhoging van te behandelen oppervlakken te resulteren. De buitenkant werd wel met de epoxy behandeld, zodat de hoekstukken hier voor het grootste deel hun stevigheid aan ontlenen, zonder dat de vergroting tot problemen leidt.

Voor de generalisatie van dit resultaat kan men zich afvragen of deze relatief of absoluut gepojecteerd moet worden. Hiernaar is geen onderzoek gedaan, maar verwacht mag worden dat een absolute afwijking gehanteerd moet worden. Immers, de korrelgrootte van het gebruikte poeder in de 3D printtechnologie is constant. Tevens mag verwacht worden dat nabehandelen met epoxy, dan wel 10-secondenlijm altijd een zelfde ophoging van materiaal oplevert in absolute zin.