er 3D-trykte dele stærke?
3D-printere opretter objekter på en additiv måde, hvilket gør delen så stærk som dens svageste lag. De er normalt svagere end de fleste andre teknologier, såsom fræsningsteknikker, sprøjtestøbning eller harpikshældningsteknikker.
der er mange applikationer, som vi skal tage hensyn til strukturel styrke. På grund af den måde, hvorpå Fused Deposition Modelling (FDM) teknologi fungerer, er de dele, vi får, ikke så stærke som deres respektive sprøjtestøbemodeller.
fortvivl dog ikke, der er en række overvejelser, som vi kan indarbejde i vores design og konfigurationer for at afbøde denne ulempe.
vi kan reducere disse svagheder ved at indstille den rigtige ekstruderingstemperatur, indstille en højere påfyldningsprocent, bygge tykkere vægge, vælge det rigtige materiale og Orientere delen på byggepladen korrekt.
Hvorfor er 3D-trykte dele svagere?
additivteknikken, hvormed en 3d-printer skaber objekter, har en iboende tendens til at udsende svagere dele sammenlignet med andre fremstillingsprocesser, fordi den deponerer et lag plast oven på det andet, der binder sammen.
hvis vi ikke tager os tid til at konfigurere indstillingerne for vores print korrekt, udsætter vi os villigt for at skabe dele med svag lagadhæsion.
lave temperaturer, meget forskellige temperaturer mellem hvert lag og det foregående og andre faktorer, kan føre til meget dårlig vedhæftning og generelt svage dele.
subtraktiv fremstilling, som f.eks. fræsning, har ikke dette problem, da de starter med et solidt råmateriale, der er udskåret i den ønskede 3D-form.
vi kan også oprette et objekt via sprøjtestøbning. Ved hjælp af denne teknik injiceres et smeltet materiale i en form, hvor det afkøles og hærder i form af hulrummet. Denne proces udsender solide og stærke dele.
nu hvor du kender til den iboende svaghed ved en 3d-printer, kan du føle trangen til at smide dit nyerhvervede apparat i papirkurven. Før du gør det, vil jeg meget anbefale at læse resten af artiklen og lære nogle nemme måder at gøre dine dele stærkere på.
vi bør også overveje, at de fleste af vores dele ikke vil blive brugt til at bygge Spaceks nyeste raket. Vi har dog råd til at udskrive en noget svagere Baby Yoda.
til højre: en Baby Yoda. Selvom det er sødt, er det måske ikke op til internationale kvalitetsstandarder.
Hvordan kan vi forbedre styrken af en 3D-trykt del?
som nævnt før er der masser af små konfigurationsjusteringer, som vi kan bruge til at gøre vores del stærkere generelt. Blandt dem er de vigtigste infill procent, ekstrudering temperatur, ydre vægtykkelse, vælge den korrekte filament type og indstilling korrekt orientere vores design.
lad os kort diskutere hver enkelt af dem og se, hvordan og hvorfor de påvirker vores print!
infill procent
Infill består af et regelmæssigt mønster, der udskrives inde i objektet og erstatter det, der ellers ville være et tomt rum. Det fungerer som intern understøttelse af udskriften, hvilket ikke kun forhindrer toppen i at kollapse, men også holder den ydre skal sammen.
før vi eventyr i denne sjæl-omrøring emne, se på, hvad forskellige infill procenter ligne:
som en tommelfingerregel vil en udfyldning på 50% i høj grad øge din udskriftskvalitet og styrke. Højere infill procenter viser kun marginale styrke stiger, men i høj grad øge filament forbrug og udskrivningstid.
rapporter denne annoncedu skal også vide, at vi kunne konfigurere vores udfyldning til at følge forskellige mønstre, såsom retlinet, gitter, trekantet, vrikke*, hurtig honningkage, fuld honningkage og andre eksperimentelle. Fordele og ulemper ved hvert mønster er uden for denne artikels anvendelsesområde, men du vil for det meste have det godt med at bruge retlinede eller gitterfyldninger.
*opdateret kan jeg stadig ikke tænke på en fordel ved vrikkemønsteret. Jeg antager, at der engang eksisterede en udvikler med lidt fritid og en smag for suboptimale former.
vægtykkelse
vægtykkelse er bredden på den yderste skal af vores print og bestemmer for det meste den samlede styrke af det
mange filamentproducenter angiver, at det er nok at udskrive med 0,8 mm ydre skaller for at have et stærkt tryk, men jeg fandt ud af, at sådanne tynde vægge normalt producerer svage udskrifter. For at opnå en resistent Baby Yoda anbefaler jeg stærkt at fordoble bredden til 1,6 mm. forbedringen i den samlede kvalitet vil være meget mærkbar.
uanset hvilken vægtykkelse du vælger at bruge, skal du altid gå med et multiplum af din dysediameter. Jeg nævnte 0,8 mm og 1,6 mm, fordi de fleste printere leveres med en 0,4 mm dyse. En akut og skarp ph. d. i matematik vil være opmærksom på den utrolige beregning, jeg udførte ovenfor!
Indstilling af den rigtige temperatur
selvom de fleste filamenter, der anvendes i 3D-udskrivning, er en slags termoplast, har de en anden kemisk sammensætning. Derfor har de hver især forskellige optimale temperaturer.
Som en tommelfingerregel, PLA skal sættes til et sted mellem 180° C til 220° C, ABS mellem 210C° og 250C°, PETG mellem 220C° og 250C° og Nylon mellem 240C° til 260C°.
hvis du har købt et andet filament, skal du se på emballagen, og du vil sandsynligvis finde den anbefalede temperatur ifølge producenten. Glem faktisk de intervaller, jeg fortalte dig, og se altid på producentens anbefalede rækkevidde, hvis det er tilfældet.
du skal altid trives med at finde den perfekte temperatur til din 3d-printer og filament, da det bestemmer kvaliteten af lagets vedhæftning.
lave ekstruderingstemperaturer fører til dårlig vedhæftning mellem lag. Du kan blive fristet til at gå den anden vej og varme din glødetråd så varmt som muligt, men det vil få dig ind i alle mulige nye problemer, som du kan google! Spoiler alarm: rodet udskrifter, dårlige udhæng, og generelt lav kvalitet.
men generelt, hvis du ønsker at forbedre styrken af dit print, vil Indstilling af temperaturen lidt højere gøre det, så det nye lag af ekstruderede plastbindinger meget bedre med den forrige.
Delorientering
det er altid vigtigt at huske på, at 3D-trykte dele vil være stærkest i Planet parallelt med tryksengen og svagere på lodret plan. Når du placerer dit design i skæremaskinen, skal du altid spørge dig selv i hvilke retninger det vil blive kontaktet, og hvilke kræfter det vil blive udsat for.
hvis du ikke er sikker på svaret, skal du overveje sagen om en kedelig og sandsynligvis ubrugelig hul cylinder*.
hvis du udskriver det i lodret retning, vil objektet være en sekvens af cirkler lagdelt oven på hinanden. Hvis du tager fat i det ved hver ekstrem og forsøger at bøje det, vil det være ret nemt at bryde cylinderen.
*jeg skal nok nævne, at cylindre gennem historien klart har vist sig at være nyttige. Dette er helt klart uden for rammerne af dagens artikel, så jeg vil overlade beviset til læseren.
du kan blive fristet til at tro, at du er utrolig stærk, og måske er du det, men du skal også være opmærksom på, at du udskrev en meget svag cylinder.
hvis du stadig har noget ekstra filament og vælger at udskrive det i vandret retning, vil du bemærke, at delen er sværere at bryde på grund af, hvordan glødetrådene ekstruderes.
ulempen ved denne positionering er, at du muligvis skal tilføje understøtninger til udskriften på grund af de vinkler, som denne retning skabte.
hvorfor skal alt være en afvejning i 3D-udskrivning? Der er ingen gratis frokost i denne hobby!
brug stærkere filament
selvom denne kan virke indlysende, kan brugen af en anden type filament gøre underværker med hensyn til samlet styrke.
imidlertid er ikke alle printere i stand til at udskrive med alle de filamenter, der er derude, men der er bestemt nogle alternativer, som du kan bruge selv på overkommelige printere, såsom Ender 3.
polycarbonat og Nylon betragtes som de stærkeste filamenter, der i øjeblikket er tilgængelige, og hvis din printer kan håndtere dem, og du har brug for et ekstremt stærkt tryk, skal du udskrive dit objekt med dem.
hvis du udskriver med PLA, kan du prøve PETG, da det er let at arbejde med og også er lidt mere fleksibelt såvel som meget mere varmebestandigt.
Sådan gør du 3D-trykte dele stærkere
her er en hurtig oversigt over, hvordan du udskriver din model på en sådan måde, at dens styrke øges:
- Vælg et stærkt udfyldningsmønster (generelt honningkage).
- Forøg infill procent (går over 50% vil begynde at give betydelige faldende afkast).
- Forøg tykkelsen på væggen eller den ydre skal.
- Forøg udskrivningstemperaturen i trin på 5 liter C, indtil du finder den bedste.
- skift retningen af udskriften, så laglinjerne er parallelle med de kræfter, der vil blive udøvet på den.
konklusion
som du kan se, er der masser af ting, vi kan gøre for at forbedre vores objekters samlede styrke og overvinde en iboende svaghed ved den teknologi, vi valgte.
hvis verdens fremtid afhænger af, at du kan udskrive en stærk Benchy, men du ikke har tid til at læse hele artiklen, skal du bare gøre følgende.
glad udskrivning!