10, 2014 | przez Euan Quigley*
trochę martwy.
istnieją pewne zadania drukowania 3D, które wymagają skupienia się na wytrzymałości części. W naszych czasach mieliśmy kilka projektów, które doprowadziły nas do wypróbowania kilku różnych technik wzmacniających, aby zagwarantować, że część przetrwa po wielokrotnym upuszczeniu lub że wytrzyma warunki obciążenia, w których planujesz ją umieścić. Badanie to wydaje się pokazywać, że istnieje bardzo mała różnica w wytrzymałości między drogimi komercyjnymi maszynami do druku 3D a tanimi maszynami biurkowymi. Wszystko czego potrzebujesz to trochę czasu spędzonego na myśleniu i strojeniu ustawień.
ten artykuł jest rodzajem listy kontrolnej, którą zebrałem, która jest bardziej dostosowana do stacjonarnych drukarek 3D FDM (lub FFF). Podczas gdy sekcje 1 i 2 zajmują się krokami, które możesz podjąć natychmiast, sekcje 3 i 4 wymagają nieco więcej przygotowania i przemyślenia.
1.0 geometria modelu
powierzchnie można wyrównać, a następnie zagęścić, aby uzyskać mocniejsze cienkie sekcje
1.1 Zagęścić model
zaczynając od najbardziej oczywistej techniki, cienka geometria zwykle wytwarza słabe części. Nie pomaga temu fakt, że biurkowe drukarki FDM walczą o przyzwoitą jakość przy cienkich częściach wydruku(np. separacja warstw, wypaczanie i zderzenie dyszy). Zastanów się, czy możliwe jest zagęszczenie geometrii modelu. Czasami nie będzie można zmienić geometrii na 1 lub 2 płaszczyznach, ale trzecia płaszczyzna pozwala na dodanie jakiegoś materiału.
1.2 skalowanie w górę
być może jest to również oczywiste, ale skalowanie części ma taki sam efekt, jak pogrubienie całej geometrii w tym samym czasie. Należy uważać, aby zastanowić się, czy będzie to miało konsekwencje dla współpracujących części lub funkcjonalnych elementów projektu.
filety należy dodawać do podstawy cienkich odcinków
1.3 gładkie przejścia za pomocą filetów / rund & dodaj żebra do ścian
podczas drukowania możliwe jest, że dysze strącą cienkie części z wydruku, powodując przemieszczenie bieżącej warstwy. To sprawia, że cienkie części są jeszcze bardziej chwiejne. Użyj filetów, fazek lub mieszanek, aby umożliwić rodzaj wprowadzenia do cienkiej sekcji, zapewniając mocniejszy fundament dla cieńszej sekcji.
2.0 Sprawdź ustawienia drukowania
źródło: Red Eye On Demand
2.1 Print Orientation
czy musisz go wydrukować na stojąco? Części są najsilniejsze w osiach X i Y, ponieważ wytrzymałość osi Z zależy w dużej mierze od właściwości warstwy. Czasami najlepsza orientacja druku jest ukośna, ponieważ warstwy zwykle nie są prostopadłe do kierunku punktów obciążenia lub powierzchni.
2.2 wysokość warstwy
gdy drukujesz na mniejszych wysokościach warstw, plastik jest bardziej zgniatany, tworząc więcej powierzchni na płaszczyźnie X/Y. Tam, gdzie następna warstwa nie jest bezpośrednio na wierzchu, bardziej zgnieciona warstwa o większej powierzchni będzie miała większy obszar kontaktu z materiałem. Większa powierzchnia styku oznacza większą przyczepność warstwy, a część jest mniej podatna na uszkodzenia pod obciążeniem rozciągającym w osi Z. Oznacza to, że rozdzielczość 100 mikronów będzie miała silniejsze wiązania między warstwami niż ten sam Wydruk przy grubości warstwy 300 mikronów.
2.3 wypelnij % i wpisz
to kolejna oczywista sprawa, ale czasami na początku omija mój wzorzec myślowy. Zmiana procentu wypełnienia, rodzaju wypełnienia i czasami kąta może pomóc wzmocnić drukowaną część 3D. Przeczytaliśmy trochę o tym, że nie ma sensu drukować niczego powyżej 60-70% wypełnienia, jednak mamy klienta, który potrzebuje części wykonanych w 100% wypełnienia, ponieważ 75% nie jest wystarczająco mocne. Należy pamiętać, że każde ustawienie wypełnienia powyżej 75% najprawdopodobniej wpłynie na zewnętrzną powierzchnię części.
2.4 Perymetry/powłoki lub grubość powłoki
Po wypełnieniu kolejną opcją wzmocnienia jest zwiększenie liczby powłok lub obwodów w Ustawieniach krojenia. Odkryliśmy, że zwykle wystarczają 2 lub 3 pociski, ale w niektórych zastosowaniach, w których ładunki są wysokie lub bardzo zlokalizowane, może to wymagać 4.
2.5 Materiał
chociaż wolimy drukować w ABS przez 95% czasu, istnieje kilka opcji dla materiałów na stacjonarnych drukarkach 3D-każdy o różnych właściwościach wytrzymałościowych. Podczas gdy ABS jest mocnym i elastycznym tworzywem sztucznym, PLA jest twardy, ale sztywny. Czasami elastyczny materiał będzie mocniejszy lub bardziej odporny na wstrząsy, ale gdy wymagana jest sztywność geometryczna, PLA będzie lepszy. Pamiętaj, że chociaż PLA jest twardy, jest stosunkowo kruchy. Tam, gdzie wymagana jest dodatkowa trwałość, istnieje możliwość drukowania w nylonie. Taulman 618 to świetny filament nylonowy do drukarek FDM, chociaż zwykle wymagana jest dodatkowa konfiguracja maszyny.
3.0 po zabiegu
3.1 żywica epoksydowa lub poliestrowa
coś, na co ostatnio patrzyliśmy, to powłoka żywiczna. Do celów, w których potrzebna jest niezwykle dokładna geometria i zachowanie ostrych krawędzi, ta technika nie będzie dla ciebie odpowiednia. Istnieje wiele różnych rodzajów 2-częściowej żywicy epoksydowej lub żywicy poliestrowej, z których każda ma różne właściwości materiału i właściwości utwardzające. Ponadto dostępny będzie zakres lepkości. Nie używaj dwuskładnikowego kleju epoksydowego. To nie będzie działać zbyt dobrze i produkować naprawdę lumpy wykończenie.
używamy poliestrowej przezroczystej żywicy odlewniczej, ponieważ jest wystarczająco cienka, aby można ją było rozprowadzić na skomplikowanych częściach, zanim zacznie się leczyć. Żywica zaczyna utwardzać się około 5 minut po wymieszaniu i trwa około 24 godzin do wyschnięcia. Możliwe jest również użycie wiórów z włókna szklanego w mieszance żywicy dla dodatkowej wytrzymałości, choć może to mieć wpływ na wykończenie powierzchni. Poniższe zdjęcia pokazują różnicę w części (obie części zostały pomalowane dla efektu metalu).
przed powlekaniem żywicą poliestrową
po powlekaniu żywicą poliestrową
po powlekaniu żywicą przetestowaliśmy dwa tego samego modelu wydrukowane na tej samej drukarce z tymi samymi ustawieniami i materiałem. Jedyną rozsądną różnicą była powłoka żywiczna. Część pokryta żywicą przetrwała bez żadnych pęknięć, podczas gdy część nieobrobiona straciła 5 lub 6 różnych sekcji. Będziemy nadal używać tej techniki jako naszej metody wzmacniającej.
źródło: easy Composites UK
3.2 laminowanie węglem / włóknem szklanym
niektóre części mogą być odpowiednie do laminowania węglem/włóknem szklanym. Nie nadaje się do skomplikowanych części, ponieważ powierzchnia części musi być całkowicie owinięta siatką z włókna; szczególnie nadaje się do części bez otworów i szczelin. Gdy część jest owinięta w siatkę z włókna, na siatkę nakłada się warstwę żywicy epoksydowej lub poliestrowej, aby ją zestalić. Pamiętaj, że doda to dodatkowej grubości części.
3.3 obróbka cieplna
chociaż nie testowaliśmy tej metody, słyszeliśmy kilka doniesień, że umieszczenie części w piecu lub użycie opalarki/palnika do ponownego stopienia zewnętrznej powierzchni plastiku tworzy silniejsze wiązanie między warstwami. Brzmi to jak bardzo niebezpieczna metoda, ponieważ istnieje ryzyko całkowitego stopienia części lub zniekształcenia/wypaczenia niektórych funkcji. Jeśli zamierzasz tego spróbować, zacznij od niższej temperatury(a jeśli używasz opalarki, dalej od części, a następnie stopniowo zbliżaj się).
4.0 Mould IT (lub Mold it, jeśli jesteś Amerykaninem)
Jeshua z 3dtopo demonstruje swoją metodę odlewania „utraconego PLA”
4.1 części odlewnicze gipsowe
drukowanie modelu w ABS lub PLA pozwala na formowanie. Możliwe jest odlewanie inwestycyjne (tracony wosk). Aby to zrobić, wydrukuj swoją część tak, jak jest, a następnie odlej część w gipsie Paryża. Następnie można usunąć oryginalny nadruk z tworzywa sztucznego, podgrzewając odlew gipsowy w piecu powyżej 230C. następnie można wlać stopiony metal lub plastik do wnęki formy i pozwolić jej osiąść. Aby usunąć do końcowej części odlewu, formę niszczy się młotkiem, a nadmiar tynku jest spłukiwany. Warto pamiętać, że podczas eksperymentowania z tą metodą nastąpi pewien skurcz części, więc musisz zwiększyć wzór formy o 2-3%.
źródło: Association of Rotation Moulders Australasia Inc
4.2 Części do formowania rotacyjnego
alternatywą dla części odlewniczych może być forma gipsowa lub silikonowa do formowania rotacyjnego. Zaletą wytrzymałościową stosowania roto-moulding do tworzenia pustych części jest brak warstw konstrukcyjnych i pojedyncza struktura krystaliczna dla całej części, gdy chłodzi się jako jedna.
wlewając stopione tworzywo sztuczne / metal do wnęki formy, zamykając formę i stale obracając ją na 2 osiach, można uzyskać wydrążoną część. Istnieje wiele małych / stacjonarnych maszyn do formowania rotacyjnego dostępnych do kupienia lub można zbudować własne. Najbardziej rozpowszechniony typ desktopowej roto-moulder składa się z centralnej poziomej wirującej osi X, do której zamontowana jest rama, która obraca się na osi Y lub Z (obraca się między nimi zgodnie z osią X). Zwykle uruchamiają pojedynczy silnik, który steruje obiema osiami za pomocą układu przekładni lub koła pasowego. Każdy inny kształt formy wymaga pewnych eksperymentów z prędkością obrotową, aby zapewnić rozprzestrzenienie stopionego tworzywa sztucznego na wszystkich powierzchniach.
źródło: StudioMyFirst
*Euan Quigley jest inżynierem projektowania produktu & dyrektorem St3p 3D Print & Design, firmy z siedzibą w Glasgow w Szkocji, która oferuje usługi projektowania produktów i drukowania 3D.
Posted in technologia druku 3D
może też lubisz:
- analogowa Drukarka 3D holenderskiego projektanta, całkowicie ręczna, to glina do drukowania 3D
- Niemiecki startup prezentuje atrakcyjną, wysokiej rozdzielczości drukarkę 3D Cobot
- systemy 3D & Coca-Cola prezentuje EKOCYCLE Cube Drukarka 3D, która drukuje w butelkach z recyklingu
- Zbuduj własny sterowany przez Arduino BuildersBot CNC/3D printer
- Afinia 3D obniża cenę desktopowej Drukarki 3D z serii H O 19%
- 17-letni student opracowujący metalową drukarkę 3D o wartości poniżej $1k
- nowa drukarka 3d leapfrog creatr HS, większa & 5 razy szybsza
- drukarka 3d Stacja Kosmiczna jest gotowa do startu w sierpniu 2014
- Printeer, pierwsza drukarka 3D przeznaczona dla dzieci, uruchamia na Kickstarterze
Rob napisał w 8/22/2018 4:58:21 PM:
wiem, że to martwy Temat TERAZ, ale Zgadzam się z Brianem
Gregg Eshelman napisał w 8/21/2017 12:15:00 AM:
wydrukowałem kilka gałek do klasycznego samochodu w PLA. Wypełniłem je żywicą uretanową. Wnętrza pustych gałek zostały wykonane z żebrami zaprojektowanymi tak, aby Żywica płynęła wokół, aby zapewnić solidne połączenie mechaniczne.Aby wykonać idealnie wyśrodkowane otwory pilotowe do wiercenia do montażu, wykonałem uchwyty zatrzaskowe do zawieszania wierteł, koniec trzpienia w wypełnieniu żywicznym i gwintowaną śrubę 3/8-16 w pokrętle zmiany biegów.Żywicę utwardzano pod ciśnieniem przez 24 godziny, a następnie usuwano bity i śruby, a następnie utwardzano pokrętła przez 8 godzin w temperaturze konwekcyjnej 145f.Najpierw wykonano test, bez wypełnienia żywicą. Nie zaobserwowano deformacji ani kurczenia się PLA w tej temperaturze i czasie trwania, więc Gałki powinny być idealnie w samochodzie, który nigdy nie będzie siedział godzinami w pieczonym słońcu z szybami do góry.Wydrukowałem również idealnie dopasowane bloki zaciskowe imadeł, dzięki czemu pokrętła można łatwo trzymać w celu wywiercenia otworów montażowych. Gałki były spryskiwane podkładem o wysokiej budowie, szlifowane gładko i malowane.Czas realizacji zadania wynosił łącznie około 3 dni, od wstępnego pomiaru rozdrobnienia i zniekształcenia oryginałów, poprzez projektowanie 3D i drukowanie pokręteł, podpór i bloków zaciskowych, po napełnianie żywicą, utwardzanie i utwardzanie po utwardzaniu.Drukowanie 3D i wykańczanie jednego przykładu każdego pokrętła, a następnie wykonywanie form silikonowych, a następnie seryjne odlewanie pokręteł zajęłoby znacznie więcej czasu na jednorazowe zadanie.Pracuję teraz nad innymi gałkami, w których dobry oryginał jest pod ręką, więc zostanie odtworzony poprzez wykonanie formy silikonowej i wykonanie odlewów. Mam drukowane bloki zaciskowe 3D do wiercenia gałek odlewu. Samo wykonanie formy i pierwsze odlewanie do utwardzania trwało dłużej. Po sprawdzeniu odlewu będę odlewał wiele gałek, a następnie utwardzał wszystkie razem.
Bob-RPA wrote at 4/10/2016 2: 59: 36 PM:
mam (bardzo) pomyślnie zaimpregnowane różnych tworzyw sztucznych drukowanych 3D przy użyciu wysokiej wytrzymałości, niskiej lepkości żywicy (o lepkości syropu kukurydzianego). Jest to materiał, który zwykle używany z worków próżniowych i materiałów kompozytowych. Tak więc: wydrukuj część z wypełnieniem 95 lub 100% i wykonaj powierzchowne oczyszczenie. W małym słoiczku przykryj część płynną żywicą (tzn. cała część znajduje się tuż pod powierzchnią – bardzo ważne). Użyj komory próżniowej i pociągnij podciśnienie przez 5 minut, zwolnij podciśnienie, a żywica zostanie zepchnięta do pozostałych wewnętrznych przestrzeni(zawsze są wewnętrzne przestrzenie powietrzne nawet przy 100% wypełnieniu). Powtórz 3 razy. Tuż przed punktem żelu usuń część, dokładnie oczyść z powierzchni nadmiar płynnej żywicy (ważne!), pozostawić do utwardzenia (stosuję nadruk 65ºC na arkuszu folii aluminiowej przez 3h). Części ABS są wtedy dobre dla armatury hydraulicznej 20 bar (prototypowanie inżynierskie), bez wycieków. Około 30% wzrost siły. Ogromny wzrost sztywności. Efekt wstępnego napinania części (Żywica kurczy się o 3%). Część z tworzywa sztucznego będzie teraz fantastycznie dobrze szlifować i będzie miała nieco lepszą odporność na ciepło.
Michele B. napisał w 3/5/2016 10: 09: 56 AM:
cześć, ostatnie badania wykazały, że warstwa 300 mikronów jest lepsza niż warstwa 100 mikronów, pod względem wytrzymałości mechanicznej.
marek wrote at 10/14/2014 10: 49:40:
Najlepsza wskazówka, jaką mam, to jeśli używasz ABS, przetrzyj część chusteczką nasączoną mieszanką ABS / aceton, która jest umieszczona na łóżku…. Wiąże to wypełnienia warstw &. Wydrukowałem części karoserii do mojego samochodu & , wyszlifowałem i zamontowałem (otwory wentylacyjne itp.). Jeżdżę z nimi od lat.
Rix napisał w 10/10/2014 3: 33: 12 PM:
bardzo dobre punkty.Mogę potwierdzić wiele z wielu z nich, czego nauczyliśmy się z doświadczenia, drukując wiele kół zębatych do małej maszyny przemysłowej.Jedno mogę dodać: pomaga podczas drukowania w abs używać acetonu, aby lepiej połączyć warstwy. Albo pocierałbym go ręcznie, albo użyłbym łaźni parowej, ale tracisz detale lub za dużo i twoja część się topi.
Brian napisał w 10/10/2014 1:24:45 PM:
ładny artykuł,myślę, że powinieneś umieścić zdjęcia po nagłówku następnym razem, sprawiło, że nieco mylące, co obrazy były wyświetlane.