a 3D nyomtatás képes erős polimer és fém alkatrészek létrehozására. A 3D nyomtatott alkatrészek bizonyos alkalmazásai azonban sokkal nagyobb erőt igényelhetnek. A tervezés és az anyagválasztás a legkritikusabb tényezők, amelyek meghatározzák a 3D nyomtatott alkatrész erősségét. Azonban még egy jól megtervezett alkatrész is gyengeséget mutathat és meghibásodhat, ha más egyszerű és fontos erőjavítási technikákat figyelmen kívül hagynak.

különböző technikák léteznek a 3D nyomatok megerősítésére. Ezek három nagy kategóriába sorolhatók: alkatrészgeometria, Nyomtatási beállítások és utófeldolgozás.

Alkatrészgeometria

az alkatrész geometriája létfontosságú szerepet játszik a 3D nyomtatás erősségének meghatározásában. A filé és a csiszolás használata növeli az élek mechanikai szilárdságát, míg a gussetek és a bordák szerkezeti támogatást nyújtanak.

filé vagy letörés használata

a filé vagy letörés erős alapot nyújt a vékonyabb részekhez a 3D részekben. Megakadályozzák, hogy a fúvókák levágják a finom alkatrészeket a nyomtatásból.

tervezési példa filé nélkül
tervezési példa filé

használjon bordákat és tömítéseket

a bordák és tömítések vékony sajtolások, amelyek a falról vagy a síkról merőlegesen nyúlnak ki. Támogatást nyújtanak és növelik az alkatrész szilárdságát. A bordák vastagságának a falvastagság felének kell lennie, és legalább a falvastagság kétszeresének kell lennie. A nagy és magas bordákat kerülni kell; ehelyett több kis bordát kell használni.

tervezési példa bordákkal

3D nyomtatási beállítások

az erősebb alkatrészek előállításához a 3D nyomtatási folyamat optimális beállításaira van szükség. Ezek a beállítások a következőket tartalmazzák.

kitöltés 3D nyomtatásban

a kitöltés egyszerűen a 3D rész külső falain belüli anyagmennyiségre utal. Ezt a technikát általában az FDM 3D nyomtatásban használják az erő növelése érdekében. A kitöltési beállítás kétféleképpen történik: kitöltési minta és kitöltési sűrűség.

kitöltési minta

ez egy ismétlődő szerkezet, amely kitölti a 3D nyomtatott rész belsejében lévő helyet. Általában el van rejtve a szem elől. A kitöltési mintáknak számos stílusa van. Ezek közé tartozik; háromszög alakú mintázat, archi, téglalap alakú, méhsejt vagy hatszögletű, koncentrikus. Az Archi kitöltési minta a legalkalmasabb kör alakú vagy lekerekített részekhez. A négyszögletes kitöltési minta párhuzamos és merőleges rácsának köszönhetően képes 100% – ban sűrű részt adni. A hatszögletű kitöltési minta biztosítja a legnagyobb szilárdság-súly arányt, de a nyomtatás a leghosszabb időt veszi igénybe.

kitöltési sűrűség

a 0% – os kitöltésnél nincs kitöltés, a 100% – os kitöltés pedig teljesen szilárd részt ad. A 100% – os kitöltés teszi a legerősebb részt. Sok esetben azonban az anyag felesleges használata növeli a súlyt és a költségeket. A méhsejt minta a legjobb az 50% – nál kisebb százalékoknál, míg az egyenes vonalú minta a legjobb az 50% feletti százalékoknál. A gyakori kitöltési sűrűség 20-25% között van.

rész orientáció

3D nyomtatott rész orientáció

a 3D nyomtatott részek a legerősebb síkokban párhuzamos építmény burkolat, mert a molekuláris kötés egy rétegben sokkal több, mint a ragasztó kötések rétegek között. Ezek az X és Y síkok. Bár ez a technika közös az FDM 3D nyomtatásban, más folyamatokban is használható, mint például az SLA és az SLS az erő javítása érdekében. Az alkatrész tájolása attól függ, hogy hol tapasztalható a terhelés és a nyomás az alkatrészen.

Héjvastagság

ez jelentős szerepet játszik a 3D alkatrészek megerősítésében. A vastagabb héj erősebbé teszi az alkatrészt. Az FDM nyomtatáshoz a fúvóka átmérőjének 3-4-szerese a héjvastagság a legjobb olyan alkatrészek esetében, amelyek nehéz és tartós terhelésnek vannak kitéve. A legtöbb 3D nyomtatási folyamat szabványos minimum körülbelül 1 mm vastagságot használ. Ennek növelése azonban javítja a szakítószilárdságot és az ütésállóságot. Az egyéb 3D nyomtatási technológiák ajánlott vastagságára vonatkozó részletes információkért kérjük, olvassa el tervezési útmutatóinkat.

gyártás utáni feldolgozás

a nyomtatott alkatrészek szilárdságának további növelése érdekében fontolóra veheti az utófeldolgozást is. A következő utófeldolgozási műveletek, amelyek jelentősen növelhetik a 3D nyomtatott alkatrészek szilárdságát.

lágyítás

a lágyítás egyszerűen egy 3D nyomtatott alkatrész melegítésének folyamata, amely lehetővé teszi, hogy fokozatosan lehűljön annak érdekében, hogy enyhítse a belső feszültségeket, amelyek keményebb részt eredményeznek. Míg a fémek és az üveg lágyítható, nem minden polimer lágyítható. Néhány lágyításra alkalmas anyag a PLA, a PET és a PA 12.

galvanizálás

a galvanizálás olyan nyomtatás utáni technika, amely magában foglalja az alkatrész víz és fémsók oldatába merítését. Amikor az áram áthalad az oldaton, a fémkationok vékony bevonatot képeznek az alkatrész körül. Ez a technika alkalmazható az FDM, SLS, SLA vagy SCM nyomtatók 3D alkatrészeire. Az alkatrésznek közel azonos mechanikai tulajdonságot ad a fém alkatrészekkel, így sokkal olcsóbb alternatívája a fém 3D nyomtatásnak számos alkalmazáshoz.

a galvanizált alkatrészek azonban belül még mindig műanyagok, ezért ha magasabb hőmérsékletre melegítik őket, mint a belső műanyag lágyulási hőmérséklete, akkor a belső szilárdság elvész; még akkor is, ha a külső fém nem olvad. A galvanizáláshoz számos fém használható, például cink, króm, nikkel, réz stb. A galvanizálás előtt fontos a 3D rész alapozása, hogy olyan vezető felületet hozzon létre, amely alkalmas a fém tapadására. A grafitot általában használják az alapozáshoz.

gyanta bevonat

epoxigyanták vagy poliészter gyanták használhatók 3D nyomtatott alkatrészek bevonására. Az epoxi bevonat oldhatatlan felületi bevonat, amelyet epoxi festékkel készítenek. A festék két vegyszert tartalmaz; egy epoxigyantát és egy keményítőt. A kapott bevonat általában tartósabb és keményebb, mint a bevonat nélküli alkatrészek. Az epoxi bevonat azonban nem megfelelő, ha rendkívüli geometriai pontosságra és éles szélekre van szükség az alkatrészhez. A poliészter gyanták viszont vékonyak,és bonyolult részekre oszthatók. A gyanta az alkalmazás után 5 perccel kezd megkeményedni, és általában 24 órát vesz igénybe, hogy teljesen megszáradjon. A gyanta bevonat bármely nyomtató bármely részére alkalmazható.

szénszálas megerősítés

szén-vagy Üvegszálak is használhatók a 3D alkatrészek megerősítésére. A szénszál kiváló szilárdság-tömeg arányú, és a legjobb az állandó terhelés esetén használt alkatrészekhez. A szénnel ellentétben az üvegszálak meghibásodásig hajlanak. A szálak kétféleképpen laminálhatók:

  • rövid Szálerősítés

ebben a módszerben a szálakat apróra vágjuk és összekeverjük a hőre lágyuló műanyaggal az erő és a merevség javítása érdekében

  • folyamatos Szálerősítés

ebben a technikában a rostot folyamatosan integrálni kell a hőre lágyuló műanyagba, mivel extrudálják és letétbe helyezik. Ez a technika egyszerre két fúvókát igényel.

következtetés

a Xometriy Europe-nál különféle erősítési lehetőségeket kínálunk a 3D nyomtatott alkatrészekhez az ügyfelek kérésére. Egyszerűen menjen át azonnali idéző platformunkra, töltse fel modelljeit, válassza ki az opciókat, és voila: a nagy szilárdságú 3D nyomtatott alkatrész néhány napon belül megérkezik Önhöz.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.