oktober. 10, 2014 / av Euan Quigley*
en död bit.
det finns några 3D-utskriftsjobb som kräver fokus på delstyrka. Vi har haft några projekt i vår tid som har lett oss till att försöka några olika förstärkningstekniker för att garantera att en del kommer att överleva när den tappas upprepade gånger eller att den kommer att stå upp till laddningsförhållanden du planerar att lägga den under. Denna studie verkar visa att det finns mycket liten skillnad i styrka mellan dyra kommersiella 3D-Tryckmaskiner och billiga stationära maskiner. Allt du behöver är lite tid att tänka och ställa in inställningarna.
den här artikeln är en slags checklista som jag har sammanställt som verkligen är mer skräddarsydd för FDM (eller FFF) stationära 3D-skrivare. Medan avsnitt 1 och 2 handlar om steg du kan ta omedelbart, kräver avsnitt 3 och 4 lite mer förberedelse och tanke.
1.0 modell geometri
ytor kan förskjutas och sedan förtjockas för att ge starkare tunna sektioner
1.1 tjockna din modell
från och med den mest uppenbara tekniken producerar tunn geometri vanligtvis svaga delar. Detta hjälper inte av det faktum att stationära FDM-skrivare kämpar för att uppnå en anständig kvalitet med tunna delar av ett tryck (t.ex. lagerseparation, vridning och munstyckskollision). Tänk på om det är möjligt att tjockna modellgeometrin där eller inte. Ibland är det inte möjligt att ändra geometrin på 1 eller 2 plan, men det tredje planet möjliggör lite extra material.
1.2 skala upp det
kanske är det också väldigt uppenbart, men att skala upp delen har samma effekt som att förtjocka all geometri samtidigt. Var noga med att tänka på om detta kommer att få konsekvenser för några passande delar eller några funktionella element i designen.
fileter bör läggas till baserna av tunna sektioner
1.3 smidiga övergångar med fileter/rundor & lägg ribbor på väggar
under utskrift är det möjligt att munstyckena slår tunna delar av utskriften och orsakar förskjutning av det aktuella lagret. Detta gör tunna delar ännu mer wobbly. Använd fileter, avfasningar eller blandningar för att tillåta ett slags bly-in till en tunn sektion, vilket ger en starkare grund för den tunnare sektionen.
2.0 titta på dina Utskriftsinställningar
källa: röda ögon på begäran
2.1 Utskriftsorientering
måste du skriva ut det stående? Del är starkast i X-och Y-axlarna, eftersom Z-axelstyrkan beror mycket på skiktets egenskaper. Ibland är den bästa inriktningen för utskrift sned diagonalt, eftersom skikten vanligtvis inte är vinkelräta mot belastningspunkterna eller ansiktena.
2.2 Lagerhöjd
när du skriver ut i mindre lagerhöjder pressas plasten ner mer, vilket skapar mer yta på X/Y-planet. Där nästa lager inte är direkt på toppen, kommer ett mer pressat lager med högre yta att ha en högre kontaktyta med materialet. Högre kontaktområde betyder högre lagers vidhäftning, och delen är mindre benägen att misslyckas under dragbelastning i z-axeln. Detta innebär att en upplösning på 100 mikron kommer att ha starkare mellanlagerbindningar än samma tryck vid 300 mikron skikttjocklek.
2.3 Infill % och typ
Detta är en annan uppenbar, men ibland undviker mitt tankemönster först. Ändra utfyllnad procent, utfyllnad typ och ibland vinkel kan bidra till att stärka den 3D tryckta delen. Vi har läst lite om hur det är meningslöst att skriva ut något över 60-70% utfyllnad, men vi har en klient som behöver delar gjort på 100% utfyllnad som 75% är inte tillräckligt stark. En sak att notera är att varje fyllningsinställning över 75% sannolikt kommer att påverka delens yttre yta.
2.4 perimetrar/skal eller Skaltjocklek
efter påfyllning är ett annat förstärkningsalternativ att öka antalet skal eller perimetrar i skivinställningarna. Vi har funnit att 2 eller 3 skal är oftast tillräckligt, men vissa applikationer där laster är höga eller extremt lokaliserade, det kan kräva 4.
2.5 Material
medan vi föredrar att skriva ut i ABS 95% av tiden finns det några alternativ för material på stationära 3D – skrivare-var och en med olika hållfasthetsegenskaper. Medan ABS är en stark och flexibel plast är PLA hård men styv. Ibland blir ett flexibelt material starkare eller mer motståndskraftigt mot stötar, men när geometrisk styvhet krävs, blir PLA bättre. Kom ihåg att även om PLA är svårt, det är relativt sprött. Där extra hållbarhet krävs är det möjligt att skriva ut i Nylon. Taulman 618 är ett bra nylonfilament för FDM-skrivare, även om lite extra maskininstallation vanligtvis krävs.
3. 0 efterbehandling
3.1 epoxi-eller polyesterharts
något som vi har tittat på nyligen är hartsbeläggning. För ändamål när extremt noggrann geometri behövs och skarpa kanter måste bevaras, kommer den här tekniken inte att vara rätt för dig. Det finns många olika typer av 2 del epoxiharts eller polyesterharts, var och en med olika materialegenskaper och härdningsegenskaper. Det kommer också att finnas en rad viskositeter tillgängliga. Använd inte 2 delar epoxilim. Det fungerar inte så bra och ger en riktigt klumpig finish.
vi använder Polyesterklart gjutharts eftersom det är tillräckligt tunt för att vara spridbart över invecklade delar innan det börjar bota. Hartset börjar härda cirka 5 minuter efter blandning och tar cirka 24 timmar att torka. Det är också möjligt att använda glasfiberspån i hartsblandningen för extra styrka, även om detta kan påverka ytfinishen. Bilderna nedan visar skillnaden i delen (båda delarna målades för en metalleffekt).
före polyesterhartsbeläggning
efter polyesterhartsbeläggning
efter hartsbeläggning testade vi två av samma modell tryckta på samma skrivare med samma inställningar och material. Den enda rimliga skillnaden var hartsbeläggningen. Den hartsbelagda delen överlevde utan brott alls, medan den obehandlade delen förlorade 5 eller 6 olika sektioner. Vi kommer att fortsätta att använda denna teknik som vår go-to-förstärkningsmetod.
källa: Easy Composites UK
3.2 kol / glasfiber laminering
vissa delar kan vara lämpliga för kol/glasfiber laminering. Detta är inte riktigt lämpligt för invecklade delar, eftersom delytan måste vara helt insvept i fibernätet; det är särskilt lämpat för delar utan hål eller luckor. När delen är insvept i fibernätet appliceras ett lager epoxi-eller polyesterharts över nätet för att stelna det på plats. Tänk på att detta kommer att lägga till lite extra tjocklek på delen.
3.3 värmebehandling
även om vi inte har testat den här metoden har vi hört flera rapporter om att placera delen i en ugn eller använda en värmepistol/blåsbrännare för att smälta den yttre ytan av plasten skapar en starkare mellanlagerbindning. Det här låter som en riktigt farlig metod, eftersom du riskerar att smälta delen helt eller snedvrida/vrida vissa funktioner. Om du ska prova detta, börja med en lägre temperatur (och om du använder en värmepistol, längre bort från delen, rör dig sedan gradvis närmare).
4.0 forma det (eller forma det, om du är amerikansk)
Jeshua av 3dtopo visar sin metod för ”lost PLA” gjutning
4.1 Gipsgjutningsdelar
utskrift av din modell i ABS eller PLA gör att du kan forma. Investering (förlorat vax) gjutning är möjlig. För att göra detta, skriv ut din del som den är och kasta sedan delen i gips i paris. Du kan sedan ta bort det ursprungliga plasttrycket genom att värma gipsgjutningen i en ugn över 230C. du kan sedan hälla smält metall eller plast i formhålan och låt den lösa sig. För att ta bort den sista gjutna delen förstörs formen med en hammare och det överflödiga gipset tvättas bort. Något att tänka på när man experimenterar med den här metoden är att det kommer att bli en viss krympning av delen, så du måste skala mögelmönstret med 2-3%.
källa: Association of Rotation Moulders Australasia Inc
4.2 Roto-moulding Parts
ett alternativ till gjutdelar, en gips eller silikonform kan användas för rotationsgjutning. Styrkan fördelen med att använda roto-formning för att skapa ihåliga delar ligger i bristen på bygga lager, och en enda kristallin struktur för hela delen som det svalnar som en.
genom att hälla smält plast / metall i formhålan, stänga formen och kontinuerligt rotera den på 2 axlar, kan en ihålig del uppnås. Det finns många små / stationära roto-moulding maskiner tillgängliga att köpa, eller så kan du bygga din egen. Den vanligaste typen av skrivbordet roto-moulder består av en central horisontell spinning X-axeln till vilken är monterad en ram som snurrar på Y-eller Z-axeln (roterar mellan dem enligt X-axeln). Vanligtvis kör de av en enda motor som styr båda axlarna via ett växel-eller remskivsystem. Varje annan formform kommer att ta lite experimenterande med rotationshastighet för att säkerställa att den smälta plasten sprids över alla ytor.
källa: StudioMyFirst
*Euan Quigley är Produktdesigningenjör & chef för ST3P 3D Print & Design, ett Glasgow, Skottland baserat företag som erbjuder produktdesigntjänster och 3D-utskriftstjänster.
inlagd i 3D-tryckteknik
kanske du också gillar:
- holländska designer analog 3D-skrivare, helt manuell, är 3D-utskrift lera
- tyska start presenterar attraktiva, hög upplösning Cobot 3D-skrivare
- 3D-system & Coca-Cola nuvarande EKOCYCLE Cube 3D-skrivare som skriver ut i återvunna flaskor
- Bygg din egen Arduino kontrollerade BuildersBot CNC/3D-skrivare
- afinia 3D sänker priset på H-serien Desktop 3D-skrivare 19%
- 17-årig student som utvecklar en sub $1k 3D-metallskrivare
- ny leapfrog creatr HS 3D-skrivare, större & 5 gånger snabbare
- 3D-skrivare på väg mot Rymdstationen är klar för lansering i augusti 2014
- Printeer, första 3D-skrivare riktad till barn, lanserar på Kickstarter
Rob skrev på 8/22/2018 4: 58:21 PM:
jag vet att det är ett dött ämne nu men jag håller med Brian
Gregg Eshelman skrev på 8/21/2017 12: 15: 00 AM:
jag tryckte flera knoppar för en klassisk bil i PLA. Jag fyllde dem med uretanharts. Interiören i de ihåliga knopparna gjordes med revben utformade för att hartset skulle strömma runt för att säkerställa en solid mekanisk bindning.För att göra perfekt centrerade pilothål för borrning för montering, gjorde jag snäpphållare för att hänga borrkronor, skaftänden ner i hartsfyllningen och en 3/8-16 gängad bult i växelvredet.Hartset härdades under tryck i 24 timmar och sedan avlägsnades bitarna och bulten, följt av efterhärdning av knopparna i 8 timmar i 145F konvektionsvärme.Ett test gjordes först, utan hartsfyllning. Ingen deformering eller krympning av PLA observerades vid den temperaturen och varaktigheten, så knopparna borde vara helt bra i en bil som aldrig kommer att sitta i timmar i bakande solljus med fönstren uppåt.Jag tryckte också perfekt passform skruvstäd klämblock så att knopparna lätt kunde hållas för att borra ut monteringshålen. Knopparna sprayades med högbyggnadsgrunder, slipades slät och målades.Handläggningstiden på jobbet var cirka 3 dagar totalt, från initial mätning av de smulande och förvrängda originalen genom 3D-design och utskrift av knopparna, stöden och klämblocken, till hartsfyllning, härdning och efterhärdning.3D-utskrift och efterbehandling ett exempel på varje knopp och sedan göra silikonformar följt av seriell gjutning av knopparna skulle ha tagit mycket längre tid för engångsjobbet.Jag jobbar på några andra knoppar nu där ett bra original är till hands så det kommer att reproduceras genom att göra en silikonform och göra gjutgods. Jag har 3D-tryckta klämblock för borrning av de gjutna knopparna. Att bara göra formen och få den första gjutningen för att härda har tagit längre tid. Med gjutningen verifierad kommer jag att kasta mycket knoppar och sedan bota alla tillsammans.
Bob – Sydafrika skrev på 4/10/2016 2:59:36 PM:
jag har (mycket) framgångsrikt impregnerat en mängd 3D-tryckta plaster med hjälp av ett höghållfast, låg viskositetsharts (om viskositeten hos majssirap). Detta är de saker som vanligtvis används med vakuumpåsar och kompositmaterial. Så: skriv ut delen med 95 eller 100% fyllning och gör ytlig rengöring. I en liten burk, täck delen med flytande harts (dvs hela delen är strax under ytan – mycket viktigt). Använd en vakuumkammare och dra vakuum i 5 minuter, släpp vakuumet och hartset kommer att skjutas in i eventuella återstående inre utrymmen (Det finns alltid inre luftutrymmen även med ett 100% fyllningsutskrift). Upprepa 3 gånger. Strax före gelpunkten, ta bort delen, rengör noggrant överflödigt flytande harts från ytan (viktigt!), lämna för att bota (jag använder en 65 ACUCC print säng på ark av aluminiumfolie för 3h). ABS delar är då bra för 20 bar hydrauliska beslag (engineering prototyping), inga läckor. Cirka 30% ökning i styrka. Enorm ökning av styvhet. Del förspänningseffekt (harts krymper 3%). Plastdelen kommer nu också att slipa fantastiskt bra och kommer att ha en något förbättrad motståndskraft mot värme.
Michele B. skrev på 3/5/2016 10: 09: 56 AM:
Hej,nya studier har visat att 300 mikron lager är bättre än 100 mikron lager, när det gäller mekanisk styrka.
Mark skrev på 10/14/2014 10: 49:40 AM:
bästa tips jag har är om du använder ABS, dab delen med vävnad blöt i ABS/acetonblandning som läggs på sängen…. Detta binder lagren & fyller. Jag har tryckt kroppsdelar till min bil & gjort det här för dem, slipat och monterat (ventiler etc). Har kört runt med dem i flera år nu.
Rix skrev på 10/10/2014 3:33:12 E.M:
mycket bra poäng.Jag kan bekräfta många av många av dessa, som vi lärde oss av erfarenhet genom att skriva ut många växlar för en liten industrimaskin.En sak jag kan lägga till: det hjälper vid utskrift i abs att använda aceton för att bättre smälta lagren. Jag skulle antingen gnugga den för hand eller använda ett ångbad, men du förlorar detaljer eller för mycket och din del smälter.
Brian skrev på 10/10/2014 1:24:45 PM:
trevlig artikel,Jag tycker att du borde lägga bilder efter rubriken nästa gång, gjorde det lite förvirrande vad bilderna visade.