okt. 10, 2014 / af Euan*
en død bit.
der er nogle 3D-udskriftsjob, der kræver fokus på delstyrke. Vi har haft et par projekter i vores tid, der har ført os til at prøve et par forskellige styrkelsesteknikker for at garantere, at en del vil overleve, når den tabes gentagne gange, eller at den vil stå op til belastningsforhold, du planlægger at lægge den under. Denne undersøgelse synes at vise, at der er meget lille forskel i styrke mellem dyre kommercielle 3D-trykmaskiner og lave omkostninger desktop maskiner. Alt du behøver er lidt tid brugt på at tænke og indstille indstillingerne.
denne artikel er en slags tjekliste, jeg har sammensat, der virkelig er mere skræddersyet til FDM (eller FFF) desktop 3D-printere. Mens afsnit 1 og 2 beskæftiger sig med trin, du kan tage med det samme, kræver afsnit 3 og 4 lidt mere forberedelse og tanke.
1.0 Model geometri
overflader kan forskydes og derefter fortykkes for at give stærkere tynde sektioner
1.1 tykkere din model
startende med den mest åbenlyse teknik producerer tynd geometri normalt svage dele. Dette er ikke hjulpet af det faktum, at desktop FDM printere kæmper for at opnå en anstændig kvalitet med tynde dele af et print (f.eks. lag adskillelse, vridning og dyse sammenstød). Tænk på, om det er muligt at tykke modelgeometrien der. Nogle gange vil det ikke være muligt at ændre geometrien på 1 eller 2 fly, men det tredje plan giver mulighed for noget tilføjet materiale.
1.2 skalere det op
måske er dette også virkelig indlysende, men opskalering af delen har samme effekt som fortykning af al geometri på samme tid. Vær forsigtig med at tænke over, om dette vil få konsekvenser for eventuelle parringsdele eller funktionelle elementer i designet.
fileter skal tilsættes til baserne af tynde sektioner
1.3 glatte overgange med fileter/runder & Tilføj ribber til vægge
under udskrivning er det muligt, at dyserne slår tynde dele af udskriften og forårsager forskydning af det aktuelle lag. Dette gør tynde dele endnu mere vaklende. Brug fileter, affasninger eller blandinger for at tillade en slags indføring i en tynd sektion, hvilket giver et stærkere fundament for den tyndere sektion.
2.0 se dine Udskriftsindstillinger
kilde: røde øjne efter behov
2.1 Udskrivningsretning
skal du udskrive det stående? En del er stærkest i akserne H og Y, da styrken af aksen afhænger meget af lagets egenskaber. Nogle gange er den bedste orientering til udskrivning skråt diagonalt, da lagene normalt ikke er vinkelret på retningen af belastningspunkterne eller ansigterne.
2.2 laghøjde
når du udskriver i mindre laghøjder, presses plasten mere ned, hvilket skaber mere overfladeareal på H/y-planet. Hvor det næste lag ikke er direkte på toppen, vil et mere presset lag med højere overfladeareal have et højere kontaktområde med materialet. Højere kontaktområde betyder højere lagadhæsion, og delen er mindre tilbøjelig til at svigte under trækbelastning i å-aksen. Dette betyder, at en opløsning på 100 mikron vil have stærkere mellemlagsbindinger end det samme tryk ved 300 mikron lagtykkelse.
2.3 Infill % og skriv
dette er en anden indlysende, men nogle gange undgår jeg mit tankemønster i starten. Ændring af udfyldningsprocent, udfyldningstype og lejlighedsvis vinkel kan hjælpe med at styrke den 3D-trykte del. Vi har læst lidt om, hvordan det er meningsløst at udskrive noget over 60-70% infill, men vi har en klient, der har brug for dele udført ved 100% infill, da 75% ikke er stærk nok. En ting at bemærke er, at enhver udfyldningsindstilling over 75% sandsynligvis vil påvirke delens ydre overflade.
2,4 perimetre/skaller eller skaltykkelse
efter udfyldning er en anden styrkelsesmulighed at øge antallet af skaller eller perimetre i skæreindstillingerne. Vi har fundet ud af, at 2 eller 3 skaller normalt er nok, men nogle applikationer, hvor belastninger er høje eller ekstremt lokaliserede, kan det kræve 4.
2.5 materiale
mens vi foretrækker at udskrive i ABS 95% af tiden, er der et par muligheder for materialer på desktop 3D – printere-hver med forskellige styrkeegenskaber. Mens ABS er en stærk og fleksibel plast, er PLA hård, men stiv. Nogle gange vil et fleksibelt materiale være stærkere eller mere modstandsdygtigt over for stød, men når geometrisk stivhed er påkrævet, vil PLA være bedre. Husk, at selvom PLA er svært, er det relativt skørt. Hvor der kræves ekstra holdbarhed, er det muligt at udskrive i Nylon. Taulman 618 er et fantastisk nylonfilament til FDM-printere, selvom der normalt kræves lidt ekstra maskinopsætning.
3, 0 efterbehandling
3.1 polyesterharpiks
noget, vi har set på for nylig, er harpiksbelægning. Til formål, hvor ekstremt nøjagtig geometri er nødvendig, og skarpe kanter skal bevares, vil denne teknik ikke være den rigtige for dig. Der er mange forskellige typer af 2 del epoksisharpiks eller polyesterharpiks, hver med forskellige materialeegenskaber og hærdningsegenskaber. Der vil også være en række viskositeter til rådighed. Brug ikke 2 del lim. Det fungerer ikke særlig godt og producerer en rigtig klumpet finish.
vi bruger Polyester klar støbeharpiks, da den er tynd nok til at kunne spredes over indviklede dele, før den begynder at hærde. Harpiksen begynder at hærde cirka 5 minutter efter blanding og tager cirka 24 timer at tørre. Det er også muligt at bruge glasfiberspåner i harpiksblandingen for ekstra styrke, selvom dette kan påvirke overfladefinish. Billederne nedenfor viser forskellen i delen (begge dele blev malet for en metaleffekt).
før polyesterharpiksbelægning
efter polyesterharpiksbelægning
efter harpiksbelægning testede vi to af samme model trykt på den samme printer med de samme indstillinger og materiale. Den eneste rimelige forskel var harpiksbelægningen. Den harpiksbelagte del overlevede overhovedet uden brud, hvorimod den ubehandlede del mistede 5 eller 6 forskellige sektioner. Vi vil fortsætte med at bruge denne teknik som vores go-to styrke metode.
kilde: Easy Composites UK
3.2 Carbon/Glasfiberlaminering
nogle dele kan være egnede til carbon/glasfiberlaminering. Dette er ikke rigtig egnet til indviklede dele, da deloverfladen skal pakkes helt ind i fibernet; det er især velegnet til dele uden huller eller huller. Når delen er pakket ind i fibernet, påføres et lag Epoksi eller polyesterharpiks over masken for at størkne det på plads. Husk på, at dette vil tilføje nogle ekstra tykkelse til den del.
3.3 varmebehandling
selvom vi ikke har testet denne metode, har vi hørt flere rapporter om, at placering af delen i en ovn eller brug af en varmepistol/blæselampe til at smelte den ydre overflade af plasten igen skaber en stærkere mellemlagsbinding. Dette lyder som en virkelig farlig metode, da du risikerer at smelte delen helt eller fordreje/fordreje visse funktioner. Hvis du vil prøve dette, start af ved en lavere temperatur (og hvis du bruger en varmepistol, længere væk fra delen, så bevæg dig gradvist tættere).
4.0 Mould it (eller Mold it, hvis du er amerikansk)
Jeshua fra 3dtopo demonstrerer sin metode til “lost PLA” støbning
4.1 Gipsstøbningsdele
udskrivning af din model i ABS eller PLA giver dig mulighed for at forme. Investering (tabt voks) støbning er mulig. For at gøre dette skal du udskrive din del som den er, og derefter kaste delen i gips i paris. Du kan derefter fjerne det originale plasttryk ved at opvarme gipsstøbningen i en ovn over 230C. du kan derefter hælde smeltet metal eller plast til i formhulrummet og lade det sætte sig. For at fjerne til den endelige støbte del ødelægges formen med en hammer, og overskydende gips vaskes af. Noget at huske på, når man eksperimenterer med denne metode, er, at der vil være en vis krympning af delen, så du bliver nødt til at skalere formmønsteret op med 2-3%.
kilde: Association of Rotation Moulders Australasia Inc
4.2 Roto-støbedele
et alternativ til støbedele, en gips-eller silikoneform kan bruges til rotationsstøbning. Styrkefordelen ved at bruge roto-støbning til at skabe hule dele ligger i manglen på byggelag og en enkelt krystallinsk struktur for hele delen, når den afkøles som en.
ved at hælde smeltet plast/metal i formhulrummet, lukke formen og kontinuerligt dreje den på 2 akser, kan der opnås en hul del. Der er mange små / desktop roto-støbemaskiner til rådighed til at købe, eller du kan bygge din egen. Den mest almindelige type desktop roto-moulder består af en central vandret roterende h-akse, hvortil der er monteret en ramme, der drejer på Y-eller H-aksen (roterer mellem dem i henhold til H-aksen). Normalt løber de af en enkelt motor, der styrer begge akser via et gear-eller remskivesystem. Hver anden formform vil tage nogle eksperimenter med rotationshastighed for at sikre, at den smeltede plast spredes over alle overflader.
kilde: StudioMyFirst
*Euan er Product Design Engineer & direktør for ST3P 3D Print & Design, et skotsk baseret firma, der tilbyder produktdesigntjenester og 3D-udskrivningstjenester.
Posted in 3D print Technology
måske kan du også lide:
- hollandsk designers analoge 3D-printer, helt manuel, er 3D-udskrivning ler
- tysk opstart afslører attraktiv Cobot 3d-printer med høj opløsning
- 3D-systemer & Coca-Cola nuværende EKOCYCLE Cube 3D-printer, der udskriver i genbrugsflasker
- Byg din egen Arduino-kontrollerede BuildersBot CNC/3D-printer
- afinia 3D reducerer prisen på H-series desktop 3D printer 19%
- 17 år gammel studerende udvikler en sub $1K 3D Metal printer
- ny leapfrog creatr HS 3D printer, større & 5 gange hurtigere
- 3d printer ledes til Rumstationen er klar til lancering i August 2014
- Printeer, første 3D-printer rettet mod børn, lanceres på Kickstarter
Rob skrev på 8/22/2018 4: 58:21 PM:
jeg ved det er et dødt emne nu, men jeg er enig med Brian
Gregg Eshelman skrev på 8/21/2017 12: 15: 00 AM:
jeg udskrev flere knapper til en klassisk bil i PLA. Jeg fyldte dem med urethanharpiks. Det indre af de hule drejeknapper blev lavet med ribber designet til, at harpiksen kunne strømme rundt for at sikre en solid mekanisk binding.For at lave perfekt centrerede pilothuller til boring til montering, lavede jeg snap sammen Holdere til at suspendere borekroner, skaft ende ned i harpiksfyldningen og en 3/8-16 gevindbolt i skifteknappen.Harpiksen blev hærdet under tryk i 24 timer, hvorefter bitene og bolten blev fjernet, efterfulgt af posthærdning af drejeknapperne i 8 timer i 145F konvektionsvarme.En test blev udført først uden harpiksfyldning. Ingen deformering eller krympning af PLA blev observeret ved den temperatur og varighed, så drejeknapperne skulle være helt fine i en bil, der aldrig vil sidde i timevis i bagning af sollys med vinduerne op.Jeg udskrev også perfect fit skruestik spændeblokke, så knapene let kunne holdes til boring af monteringshullerne. Drejeknapperne blev sprøjtet med høj build primer, slebet glat og malet.Ekspeditionstid på jobbet var omkring 3 dage i alt, fra den første måling af smuldrende og forvrængede originaler gennem 3D-design og udskrivning af drejeknapper, understøtninger og klemblokke, til harpiksfyldning, hærdning og posthærdning.3D-udskrivning og efterbehandling af et eksempel på hver knap og derefter fremstilling af silikoneforme efterfulgt af seriel støbning af knapene ville have taget meget længere tid for engangsjobbet.Jeg arbejder på nogle andre knapper nu, hvor en god original er ved hånden, så den bliver gengivet ved at lave en silikoneform og lave støbegods. Jeg har 3D-trykte klemblokke til boring af de støbte knapper. Bare at lave formen og få den første støbning til posthærdning har taget længere tid. Med støbningen verificeret vil jeg kaste mange knapper og derefter posthærdning alle sammen.
Bob – Sydafrika skrev på 4/10/2016 2: 59: 36 PM:
jeg har (meget) med succes imprægneret en række 3D-trykte plast ved hjælp af en høj styrke, lav viskositet harpiks (om viskositeten af majssirup). Dette er de ting, der normalt bruges med vakuumposer og kompositmaterialer. Altså: Udskriv delen med 95 eller 100% fyld og lav overfladisk oprydning. I en lille krukke skal du dække delen med flydende harpiks (dvs.hele delen er lige under overfladen – meget vigtig). Brug et vakuumkammer og træk vakuum i 5 minutter, slip vakuumet, og harpiksen skubbes ind i eventuelle resterende indre rum (der er altid interne luftrum, selv med et 100% fyldtryk). Gentag 3 gange. Lige før gelpunktet skal du fjerne delen, rengøre overskydende flydende harpiks grundigt fra overfladen (vigtigt!), lad være med at helbrede (Jeg bruger en 65 liter print seng på ark af aluminiumsfolie i 3 timer). ABS dele er så gode til 20 bar hydrauliske fittings (engineering prototyping), ingen lækager. 30% stigning i styrke. Enorm stigning i stivhed. Del forspændingseffekt (harpiks krymper 3%). Plastdelen vil nu også sand fantastisk godt og vil have en lidt forbedret modstandsdygtighed over for varme.
Michele B. skrev på 3/5/2016 10:09:56 AM:
Hej,nylige undersøgelser har vist, at 300 mikron lag er bedre end 100 mikron lag, i form af mekanisk styrke.
Mark skrev på 10/14/2014 10: 49:40 AM:
bedste tip jeg har er, hvis du bruger ABS, dab den del med væv gennemblødt i ABS/acetone blanding, der er lagt på sengen…. Dette binder lagene & fylder. Jeg har udskrevet kropsdele til min bil & gjort dette til dem, slibet og monteret (ventilationskanaler osv.). Har kørt rundt med dem i årevis nu.
Riksa skrev på 10/10/2014 3: 33: 12 PM:
meget gode punkter.Jeg kan bekræfte mange af mange af disse, som vi lærte af erfaring ved at udskrive mange gear til en lille industriel maskine.En ting jeg kan tilføje: det hjælper, når du udskriver i abs for at bruge acetone til bedre at smelte lagene. Jeg ville enten gnide det med hånden eller bruge et dampbad, men du mister detaljer eller for meget, og din del smelter.
Brian skrev på 10/10/2014 1:24:45 PM:
dejlig artikel,jeg synes du skal sætte billeder efter deres overskrift næste gang, gjorde det lidt forvirrende, hvad billederne viste.