Er 3d-trykte deler sterke?
3d-skrivere lager objekter på en additiv måte, noe som gjør delen så sterk som det svakeste laget. De er vanligvis svakere enn de fleste andre teknologier, for eksempel fresing teknikker, sprøytestøping eller harpiks helle teknikker.
det er mange applikasjoner som vi må ta hensyn til strukturell styrke. På grunn av Måten Fdm-teknologien (Fused Deposition Modeling) fungerer på, er delene vi får ikke like sterke som deres respektive sprøytestøpemodeller.
fortvil Imidlertid Ikke, det er en rekke hensyn som vi kan innlemme i våre design og konfigurasjoner for å redusere denne ulempen.
Vi kan redusere disse svakhetene ved å sette riktig ekstruderingstemperatur, sette en høyere innfyllingsprosent, bygge tykkere vegger, velge riktig materiale og riktig orientere delen på byggeplaten.
hvorfor er 3d-trykte deler svakere?
additivteknikken som en 3d-skriver lager objekter med, har en iboende tendens til å produsere svakere deler sammenlignet med andre produksjonsprosesser fordi det legger et lag plast på toppen av det andre som binder sammen.
hvis vi ikke tar deg tid til å konfigurere innstillingene for vår utskrift, er vi villig til å utsette oss for å skape deler med svak lagadhesjon.
Lave temperaturer, svært forskjellige temperaturer mellom hvert lag og den forrige og andre faktorer, kan føre til svært dårlig vedheft og generelle svake deler.
Subtraktiv produksjon, som fresing, for eksempel, har ikke dette problemet siden de starter med et solidt råmateriale som er skåret inn i ønsket 3d-form.
Vi kan også lage et objekt via sprøytestøping. Ved hjelp av denne teknikken injiseres et smeltet materiale i en form hvor det avkjøles og herdes og tar form av hulrommet. Denne prosessen gir solide og sterke deler.
Nå som du vet om den iboende svakheten TIL EN 3D-skriver, kan du føle trang til å kaste det nyoppkjøpte apparatet i søpla. Før du gjør det, vil jeg anbefale å lese resten av artikkelen og lære noen enkle måter å gjøre delene sterkere.
Vi bør også vurdere at de fleste av våre deler ikke vil bli brukt til å bygge SpaceX nyeste rakett. Vi har råd til å skrive ut en noe svakere Baby Yoda skjønt.
til høyre: En Baby Yoda. Selv om det er søtt, kan det eller ikke være opp til internasjonale kvalitetsstandarder.
Hvordan kan vi forbedre styrken TIL EN 3d-trykt del?
som nevnt tidligere, er det mange små konfigurasjons tweaks som vi kan bruke til å gjøre vår del sterkere generelt. Blant dem er de viktigste fyllprosent, ekstruderingstemperatur, ytre veggtykkelse, valg av riktig filamenttype og innstilling av riktig orientering av vårt design.
la oss kort diskutere hver enkelt av dem og se hvordan og hvorfor de påvirker vår utskrift!
Fyllprosent
Fyll består av et vanlig mønster som skrives ut inne i objektet og erstatter det som ellers ville være et tomt rom. Det fungerer som intern støtte for utskriften, ikke bare hindrer toppen i å kollapse, men holder også det ytre skallet sammen.
før vi eventyr inn i denne sjel-røring emnet, se på hva ulike fyll prosenter se ut:
som en tommelfingerregel vil en fylling på 50% øke utskriftskvaliteten og styrken betydelig. Høyere fyllprosenter viser bare marginale styrkeøkninger, men øker filamentforbruket og utskriftstiden betydelig.
rapporter denne adYou bør også vite at vi kunne konfigurere vår fylling for å følge forskjellige mønstre,for eksempel rettlinjet, rutenett, trekantet, wiggle*, rask honeycomb, full honeycomb og andre eksperimentelle. Fordeler og ulemper med hvert mønster er utenfor omfanget av denne artikkelen, men du vil stort sett være fint med å bruke rettlinjet eller grid infills.
* Oppdatert, jeg kan fortsatt ikke tenke på en fordel av wiggle-mønsteret. Jeg antar at det en gang eksisterte en utvikler med litt fritid og en smak for suboptimale former.
Veggtykkelse
Veggtykkelse er bredden på det ytterste skallet på vårt trykk og bestemmer for det meste den totale styrken av det
Mange filamentprodusenter sier At det er nok å skrive ut med 0,8 mm ytre skall for å ha en sterk utskrift, men jeg fant ut at slike tynne vegger vanligvis produserer svake utskrifter. For å få en motstandsdyktig Baby Yoda, anbefaler jeg at du dobler bredden til 1,6 mm. forbedringen i total kvalitet vil være svært merkbar.
Uansett hvilken veggtykkelse du velger å bruke, bør du alltid gå med et multiplum av dysediameteren din. Jeg nevnte 0.8 mm og 1.6 mm fordi de fleste skrivere kommer med en 0.4 mm dyse. En akutt Og skarp PhD I Matematikk vil være klar over den utrolige beregningen jeg utførte ovenfor!
Angi riktig temperatur
selv om de fleste filamenter som brukes I 3d-utskrift er en slags termoplast, har de en annen kjemisk sammensetning. Derfor har de hver forskjellige optimale temperaturer.
Som en tommelfingerregel, PLA bør være hvor som helst mellom 180° C til 220° C, ABS mellom 210C° og 250C°, PETG mellom 220C° og 250C° og Nylon mellom 240C° til 260C°.
hvis du kjøpte en annen filament, se på emballasjen, og du vil sannsynligvis finne den anbefalte temperaturen i henhold til produsenten. Faktisk, glem områdene jeg fortalte deg og se alltid på produsentens anbefalte utvalg bare i tilfelle.
du bør alltid trives for å finne den perfekte temperaturen FOR 3D-skriveren og filamentet, siden det bestemmer kvaliteten på lagadhesjonen.
Lave ekstruderingstemperaturer fører til dårlig vedheft mellom lag. Du kan bli fristet til å gå den andre veien og varme filamentet så varmt som mulig, men det vil få deg til alle slags nye problemer som du kan google! Spoiler alert: rotete utskrifter, dårlig overheng, og generelt lav kvalitet.
men generelt, hvis du ønsker å forbedre styrken på utskriften, vil temperaturen litt høyere gjøre det slik at det nye laget av ekstrudert plast binder mye bedre med den forrige.
Delorientering
DET er alltid viktig å huske på AT 3d-trykte deler skal være sterkest i flyet parallelt med trykksengen og svakere på vertikalplanet. Når du plasserer designet ditt i sliceren, spør deg alltid i hvilke retninger det vil bli kontaktet og hvilke krefter det vil bli utsatt for.
hvis du ikke er sikker på svaret, bør du vurdere saken om en kjedelig og sannsynligvis ubrukelig hul sylinder*.
hvis du skriver den ut i vertikal retning, vil objektet være en sekvens av sirkler lagdelt oppå hverandre. Hvis du tar det på hver ekstreme og prøver å bøye det, vil det være ganske enkelt å bryte sylinderen.
*jeg bør nok nevne at gjennom historien har sylindere klart vist seg å være nyttige. Dette er tydelig utenfor omfanget av dagens artikkel, så jeg vil forlate beviset til leseren.
du kan bli fristet til å tro at du er utrolig sterk, og kanskje du er, men du bør også være oppmerksom på at du har skrevet ut en veldig svak sylinder.
hvis du fortsatt har litt ekstra filament og velger å skrive det ut i horisontal retning, vil du legge merke til at delen er vanskeligere å bryte på grunn av hvordan filamentlinjene ekstruderes.
ulempen med denne posisjoneringen er at du kanskje må legge til støtter på utskriften på grunn av vinklene som denne retningen opprettet.
hvorfor MÅ ALT være en avveining I 3D-utskrift? Det er ingen gratis lunsj i denne hobbyen!
Bruk sterkere filament
selv om dette kan virke åpenbart, kan bruk av en annen type filament gjøre underverk når det gjelder total styrke.
imidlertid er ikke alle skrivere i stand til å skrive ut med alle filamentene som er der ute, men det er definitivt noen alternativer du kan bruke selv på rimelige skrivere, for eksempel Ender 3.
Polykarbonat og Nylon regnes som de sterkeste filamentene som er tilgjengelige, og hvis skriveren din kan håndtere dem og du trenger en ekstremt sterk utskrift, skriv deretter ut objektet ditt med dem.
HVIS du skriver UT MED PLA, prøv PETG siden DET er lett å jobbe med og er også litt mer fleksibelt og mye mer varmebestandig.
hvordan lage 3d-trykte deler sterkere
her er et raskt sammendrag om hvordan du skriver ut modellen din på en slik måte at styrken økes:
- Velg et sterkt fyllingsmønster (vanligvis honningkake).
- Øk innfyllingsprosenten (å gå over 50% vil begynne å gi betydelig avtagende avkastning).
- Øk vegg-eller ytre skalltykkelsen.
- Øk utskriftstemperaturen i 5°C trinn til du finner den beste.
- Endre retningen på utskriften slik at laglinjene er parallelle med kreftene som vil bli utøvd på den.
Konklusjon
som du kan se, er det mange ting vi kan gjøre for å forbedre objektets samlede styrke og overvinne en iboende svakhet i teknologien vi valgte.
hvis verdens fremtid er avhengig av at du kan skrive ut en sterk Benchy, men du ikke har tid til å lese hele artikkelen, gjør du bare følgende.
Glad utskrift!