Oct. 10, 2014 / por Euan Quigley*
um bocado morto.
existem alguns trabalhos de Impressão 3D que exigem um foco na força da peça. Tivemos alguns projetos em nosso tempo que nos levaram a tentar algumas técnicas de fortalecimento diferentes, a fim de garantir que uma parte sobreviverá quando cair repetidamente ou que resistirá às condições de carregamento em que você planeja colocá-la. Este estudo parece mostrar que há muito pouca diferença de resistência entre máquinas de Impressão 3D comerciais caras e máquinas de mesa de baixo custo. Tudo que você precisa é um pouco de tempo gasto pensando e ajustando as configurações.
este artigo é uma espécie de Lista de verificação que montei e que é realmente mais adaptada para impressoras 3D de desktop FDM (ou FFF). Enquanto as seções 1 e 2 lidam com as etapas que você pode seguir imediatamente, as seções 3 e 4 exigem um pouco mais de preparação e pensamento.
1.0 geometria do modelo
as superfícies podem ser compensadas e espessadas para dar seções finas mais fortes
1.1 Engrosse seu modelo
começando com a técnica mais óbvia, a geometria fina geralmente produz peças fracas. Isso não é ajudado pelo fato de que as impressoras FDM de desktop lutam para obter uma qualidade decente com partes finas de uma impressão (por exemplo. separação de camadas, deformação e choque de bicos). Pense se é possível ou não engrossar a geometria do modelo lá. Às vezes, não será possível alterar a geometria em 1 ou 2 planos, mas o terceiro plano permite algum material adicionado.
1.2 aumente a escala
talvez isso também seja realmente óbvio, mas aumentar a escala da peça tem o mesmo efeito que engrossar toda a geometria ao mesmo tempo. Tenha cuidado para pensar se isso terá ou não consequências para quaisquer partes de acoplamento ou quaisquer elementos funcionais do design.
filetes devem ser adicionados às bases de seções finas
1.3 transições suaves com filetes/rodadas & adicione nervuras às paredes
durante a impressão, é possível que os bicos derrubem partes finas da impressão, causando deslocamento da camada atual. Isso torna as partes finas ainda mais instáveis. Use filetes, chanfros ou misturas para permitir uma espécie de chumbo em uma seção fina, proporcionando uma base mais forte para a seção Mais fina.
2.0 Olhar para as Configurações de Impressão
Fonte: de Olho Vermelho Na Demanda
2.1 Orientação de Impressão
você tem a impressão de pé? Parte são mais fortes nos eixos X e Y, pois a força do eixo Z depende muito das propriedades da camada. Às vezes, a melhor orientação para impressão é inclinada diagonalmente, pois as camadas geralmente não são perpendiculares à direção dos pontos de carga ou faces.
2.2 altura da camada
quando você imprime em alturas de camada menores, o plástico é esmagado mais, criando mais área de superfície no plano X/Y. Onde a próxima camada não está diretamente no topo, uma camada mais esmagada com maior área de superfície terá uma área de contato mais alta com o material. Maior área de contato significa maior aderência da camada, e a peça é menos propensa a falhar sob carga de tração no eixo Z. Isso significa que uma resolução de 100 mícrons terá ligações entre camadas mais fortes do que a mesma impressão com espessura de camada de 300 mícrons.
2.3 Infill % E Type
este é outro óbvio, mas às vezes foge do meu padrão de pensamento no início. Alterar a porcentagem de preenchimento, o tipo de preenchimento e, ocasionalmente, o ângulo pode ajudar a fortalecer a peça impressa em 3D. Lemos um pouco sobre como é inútil imprimir algo com mais de 60-70% de preenchimento, no entanto, temos um cliente que precisa de peças feitas com 100% de preenchimento, pois 75% não é forte o suficiente. Uma coisa a notar é que qualquer configuração de preenchimento acima de 75% provavelmente afetará a superfície externa da peça.
2,4 perímetros/conchas ou espessura da concha
após o preenchimento, outra opção de fortalecimento é aumentar o número de conchas ou perímetros nas configurações de corte. Descobrimos que 2 ou 3 conchas são geralmente suficientes, mas algumas aplicações onde as cargas são altas ou extremamente localizadas, pode exigir 4.
2.5 Material
enquanto preferimos imprimir em ABS 95% do tempo, existem algumas opções de materiais em impressoras 3D de mesa – cada uma com diferentes propriedades de resistência. Enquanto o ABS é um plástico forte e flexível, O PLA é duro, mas rígido. Às vezes, um material flexível será mais forte ou mais resistente a Choques, mas quando a rigidez geométrica é necessária, O PLA será melhor. Lembre-se de que, embora o PLA seja difícil, é relativamente frágil. Onde a durabilidade extra é necessária, é possível imprimir em Nylon. Taulman 618 é um grande filamento de nylon para impressoras FDM, embora um pouco de configuração da máquina extra é geralmente necessária.
3.0 Pós-tratamento
3.1 de Poliéster ou Epóxi Resina
Algo que analisamos recentemente é o revestimento de resina. Para fins em que a geometria extremamente precisa é necessária e as bordas afiadas precisam ser preservadas, essa técnica não será adequada para você. Existem muitos tipos diferentes de resina epóxi de 2 partes ou resina de poliéster, cada um com diferentes propriedades materiais e propriedades de cura. Além disso, haverá uma variedade de viscosidades disponíveis. Não use cola epóxi de 2 partes. Não funcionará muito bem e produzirá um acabamento realmente irregular.
usamos resina de fundição transparente de poliéster, pois é fina o suficiente para ser espalhável por todas as partes intrincadas antes de começar a curar. A resina começa a curar cerca de 5 minutos após a mistura e leva cerca de 24 horas para secar. Também é possível usar aparas de fibra de vidro na mistura de resina para maior resistência, embora isso possa afetar o acabamento da superfície. As imagens abaixo mostram a diferença na peça (ambas as partes foram pintadas para um efeito de metal).
Antes de resina de poliéster revestimento
Depois de resina de poliéster revestimento
Depois de revestimento de resina, nós drop-testados dois do mesmo modelo impresso na impressora mesmo com as mesmas configurações e material. A única diferença razoável foi o revestimento de resina. A parte revestida de resina sobreviveu sem quebras, enquanto a parte não tratada perdeu 5 ou 6 seções diferentes. Vamos continuar a usar essa técnica como nosso método de fortalecimento.
fonte: Easy Composites UK
3.2 Laminação De Fibra De Carbono/vidro
algumas peças podem ser adequadas para laminação de fibra de carbono/vidro. Isto não é realmente apropriado para as peças intrincadas, porque a superfície da peça precisa de ser envolvida inteiramente na malha da fibra; é serida particularmente às peças sem furos ou diferenças. Uma vez que a peça é envolvida na malha de fibra, uma camada de resina epóxi ou poliéster é aplicada sobre a malha para solidificá-la no lugar. Tenha em mente que isso adicionará alguma espessura extra à peça.
3.3 Tratamento Térmico
Apesar de não testamos este método, ouvimos vários relatos que colocar a peça em um forno ou usando um injetor de calor/maçarico para derreter a superfície exterior de plástico cria uma forte inter-camada de ligação. Isso soa como um método realmente perigoso, pois você corre o risco de derreter a peça completamente ou distorcer/deformar certos recursos. Se você vai tentar isso, comece a uma temperatura mais baixa (e se estiver usando uma pistola de calor, mais longe da peça, aproxime-se gradualmente).
4.0 moldá-lo (ou moldá-lo, se você é americano)
Jeshua de 3DTOPO demonstra seu método de fundição “PLA perdido”
4.1 Peças de fundição de gesso
imprimir seu modelo em ABS ou PLA permite moldar. Investimento (cera perdida) fundição é possível. Para fazer isso, imprima sua parte como está e, em seguida, lance a parte em gesso de paris. Você pode então remover a cópia plástica original aquecendo o molde do emplastro em uma fornalha acima de 230C. Para remover a parte final do molde, o molde é destruído com um martelo e o excesso de gesso é lavado. Algo a ter em mente ao experimentar este método é que haverá algum encolhimento da peça, então você precisará escalar o padrão de molde em 2-3%.
fonte: Associação de moldadores de rotação Australasia Inc
4.2 peças Roto-moldando
uma alternativa às peças de carcaça, um molde do emplastro ou do silicone pode ser usada para o molde rotatório. A vantagem da força de usar o roto-molde para criar as peças ocas encontra-se na falta de camadas da construção, e em uma única estrutura cristalina para a parte inteira enquanto esfria como um.
derramando plástico/metal fundido na cavidade do molde, fechando o molde e girando-o continuamente em 2 eixos, uma parte oca pode ser alcançada. Existem inúmeras pequenas / desktop roto-máquinas de moldagem disponíveis para comprar, ou você pode construir o seu próprio. O tipo mais comum de desktop roto-moulder consiste em um eixo x giratório horizontal central ao qual é montado um quadro que gira no eixo Y ou Z (gira entre eles de acordo com o eixo X). Normalmente, eles saem de um único motor que controla ambos os eixos por meio de um sistema de engrenagem ou polia. Cada forma diferente do molde tomará alguma experimentação com velocidade de rotação para assegurar-se de que o plástico derretido esteja espalhado sobre todas as superfícies.
fonte: StudioMyFirst
*Euan Quigley é engenheiro de design de Produto & Diretor da St3p 3D Print & Design, uma empresa sediada em Glasgow, Escócia, que oferece serviços de design de produtos e serviços de Impressão 3D.
postado em tecnologia de Impressão 3D
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Rob escreveu em 8/22/2018 4:58:21 PM:
eu sei que é um morto tópico agora, mas eu concordo com Brian
Gregg Eshelman escreveu em 8/21/2017 12:15:00 AM:
eu imprimi vários botões para um carro clássico em PLA. Eu os enchi com resina de uretano. Os interiores dos botões ocos foram feitos com nervuras projetadas para que a resina flua para garantir uma ligação mecânica sólida.Para fazer furos piloto perfeitamente centrados para perfurar para montagem, fiz snap juntos Suportes para suspender brocas, extremidade da haste para baixo no preenchimento de resina, e um parafuso roscado 3/8-16 no botão de mudança.A resina foi curada sob pressão por 24 horas, em seguida, os bits e o parafuso foram removidos, seguido de pós-cura dos botões por 8 horas em calor de convecção 145f.Um teste foi feito primeiro, sem preenchimento de resina. Nenhuma deformação ou encolhimento do PLA foi observada a essa temperatura e duração, então os botões devem estar perfeitamente bem em um carro que nunca ficará sentado por horas assando a luz do sol com as janelas para cima.Também imprimi blocos de fixação perfect fit vise para que os botões pudessem ser facilmente mantidos para perfurar os orifícios de montagem. Os botões foram pulverizados com primer de alta construção, lixados e pintados.O tempo de resposta no trabalho foi de cerca de 3 dias no total, desde a medição inicial dos originais em ruínas e distorcidos até o design 3D e a impressão dos botões, Suportes e blocos de fixação, até o enchimento, cura e pós-cura da resina.Impressão 3D e acabamento um exemplo de cada botão, em seguida, fazer moldes de silicone seguido de fundição em série dos botões teria levado muito mais tempo para o trabalho único.Estou trabalhando em alguns outros botões agora, onde um bom original está à mão, para que ele seja reproduzido fazendo um molde de silicone e fazendo peças fundidas. Tenho blocos de fixação impressos em 3D para perfurar os botões fundidos. Apenas fazer o molde e obter a primeira fundição para pós-cura levou mais tempo. Com a fundição verificada, estarei lançando muitos botões e depois pós-cura todos juntos.
Bob-África do Sul escreveu em 4/10/2016 2: 59: 36 PM:
eu tenho (muito) impregnado com sucesso uma variedade de plásticos impressos em 3D usando uma resina de alta resistência e baixa viscosidade (sobre a viscosidade do xarope de milho). Este é o material que geralmente usado com sacos de vácuo e materiais compósitos. Então: imprima a peça com 95 ou 100% de preenchimento e faça uma limpeza superficial. Em um pequeno frasco, cubra a peça com resina líquida (ou seja, a parte inteira está logo abaixo da superfície – muito importante). Use uma câmara de vácuo e puxe o vácuo por 5 min, solte o vácuo e a resina será empurrada para qualquer espaço interno restante (sempre há espaços de ar internos, mesmo com uma impressão de preenchimento de 100%). Repita 3 vezes. Pouco antes do ponto de gel, remova a peça, limpe completamente qualquer excesso de resina líquida da superfície(importante !), deixe curar (eu uso uma cama da cópia 65ºC na folha da folha de alumínio para 3h). As peças ABS são então boas para acessórios hidráulicos de 20 bar (Prototipagem de engenharia), sem vazamentos. Cerca de 30% de aumento de força. Enorme aumento na rigidez. Efeito de pré-tensionamento da peça (resina encolhe 3%). A parte de plástico agora também lixará fantasticamente bem e terá uma resistência ligeiramente melhorada ao calor.
Michele B. escreveu em 3/5/2016 10: 09: 56 AM:
oi,estudos recentes demonstram que a camada de 300 mícrons é melhor do que a camada de 100 mícrons, em termos de resistência mecânica.
Mark escreveu em 14/10/2014 10:49:40 AM:
melhor dica que eu tenho é se você usar ABS, dab a parte com tecido embebido EM ABS / acetona mix que é colocado na cama…. Isso liga as camadas & preenchimentos. Eu imprimi partes do corpo para o meu carro & feito isso para eles, lixado e equipado (aberturas etc). Tenho andado com eles há anos.
Rix escreveu em 10/10/2014 3: 33: 12 PM:
pontos muito bons.Posso confirmar muitos deles, como aprendemos com a experiência imprimindo muitas engrenagens para uma pequena máquina industrial.Uma coisa que posso adicionar: ajuda ao imprimir em abs usar acetona para fundir melhor as camadas. Eu esfregaria à mão ou usaria um banho de vapor, mas você perde detalhes ou muito e sua parte derrete.
Brian escreveu em 10/10/2014 1:24: 45 PM:
bom artigo, eu acho que você deve colocar imagens após o título da próxima vez, tornou um pouco confuso o que as imagens estavam mostrando.