druk 3D jest w stanie tworzyć mocne części polimerowe i metalowe. Jednak niektóre zastosowania części drukowanych 3D mogą wymagać znacznie większej wytrzymałości. Projekt i dobór materiału to najważniejsze czynniki, które decydują o wytrzymałości części drukowanej 3D. Jednak nawet dobrze zaprojektowana część może pokazać słabość i nie w służbie, Jeśli inne proste i ważne techniki poprawy siły są ignorowane.

istnieją różne techniki wzmacniania wydruków 3D. Można je pogrupować w trzy szerokie kategorie: geometria części, Ustawienia drukowania i przetwarzanie końcowe.

Geometria części

geometria części odgrywa kluczową rolę w określaniu wytrzymałości wydruku 3D. Zastosowanie filetów i fazek zwiększa wytrzymałość mechaniczną krawędzi, a kliny i żebra zapewniają wsparcie strukturalne.

użyj filetów lub Fazek

filety lub fazki zapewniają mocny fundament dla cieńszych sekcji w częściach 3D. Zapobiegają one odrywaniu przez dysze delikatnych części od nadruku.

przykład projektu bez filetów
przykład projektu z filetami

użyj żeber i klinów

żeberka i kliny są cienkimi wytłoczkami, które wystają prostopadle od ściany lub płaszczyzny. Zapewniają wsparcie i zwiększają wytrzymałość części. Grubość żeber powinna wynosić połowę grubości ścianki i powinna być rozmieszczona w minimalnej odległości dwukrotnej grubości ścianek. Należy unikać dużych i wysokich żeber; zamiast tego należy stosować wiele małych żeber.

przykład projektu z żebrami

ustawienia drukowania 3D

do produkcji mocniejszych części potrzebne są optymalne ustawienia procesu drukowania 3D. Ustawienia te obejmują następujące elementy.

wypełnienie w druku 3D

wypełnienie odnosi się po prostu do ilości materiału wewnątrz zewnętrznych ścian części 3D. Technika ta jest powszechnie stosowana w druku 3D FDM w celu zwiększenia wytrzymałości. Ustawienie wypełnienia odbywa się na dwa sposoby, wzór wypełnienia i gęstość wypełnienia.

wzór wypełnienia

jest to powtarzalna struktura, która wypełnia przestrzeń wewnątrz drukowanej części 3D. Zwykle jest ukryty przed widokiem. Istnieje wiele stylów wzorów wypełnień. Należą do nich; trójkątny wzór, archi, prostokątny, plaster miodu lub sześciokątny i koncentryczny. Wzór wypełnienia Archi najlepiej nadaje się do okrągłych lub zaokrąglonych części. Prostokątny wzór wypełnienia jest w stanie uzyskać 100% gęstą część ze względu na równoległą i prostopadłą siatkę. Sześciokątny wzór wypełnienia zapewnia najwyższy stosunek wytrzymałości do masy, ale drukowanie zajmuje najdłuższy czas.

gęstość wypełnienia

wypełnienie 0% nie ma wypełnienia, a Wypełnienie 100% daje całkowicie solidną część. 100% wypełnienie stanowi najmocniejszą część. Jednak w wielu przypadkach jest to niepotrzebne użycie materiału, który zwiększa wagę i koszty. Wzór plastra miodu jest najlepszy dla procentów poniżej 50%, podczas gdy wzór prostoliniowy jest najlepszy dla procentów powyżej 50%. Typowe gęstości wypełnienia wynoszą od 20% do 25%.

orientacja części

orientacja części drukowanej 3D

części drukowane 3D są najsilniejsze w płaszczyznach równoległych do obudowy, ponieważ Wiązanie molekularne w warstwie jest znacznie więcej niż wiązania klejowe między warstwami. To są płaszczyzny X i Y. Chociaż ta technika jest wspólna dla druku 3D FDM, może być stosowana w innych procesach, takich jak SLA i SLS, aby poprawić wytrzymałość. Orientacja części zależy od tego, gdzie w części będzie odczuwane obciążenie i ciśnienie.

Grubość powłoki

odgrywa to znaczącą rolę we wzmacnianiu części 3D. Grubsza skorupa sprawia, że część jest mocniejsza. W przypadku druku FDM grubość powłoki, która jest od 3 do 4 razy większa od średnicy dyszy, jest najlepsza dla części, które będą poddawane ciężkiemu i długotrwałemu obciążeniu. Większość procesów drukowania 3D wykorzystuje standardową grubość minimum około 1 mm. Jednak zwiększenie tego poprawi wytrzymałość na rozciąganie i udarność. Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat zalecanej grubości dla innych technologii druku 3D, zapoznaj się z naszymi przewodnikami projektowania.

przetwarzanie postprodukcyjne

aby jeszcze bardziej zwiększyć wytrzymałość drukowanych części, można również rozważyć obróbkę końcową. Następujące operacje przetwarzania końcowego, które mogą znacznie zwiększyć wytrzymałość części drukowanych 3D.

wyżarzanie

wyżarzanie jest po prostu procesem ogrzewania części drukowanej 3D i umożliwiającym jej stopniowe chłodzenie w celu złagodzenia naprężeń wewnętrznych, które powodują twardszą część. Podczas gdy Metale i szkło mogą być wyżarzane, nie wszystkie polimery mogą być wyżarzane. Niektóre materiały, które nadają się do wyżarzania, to PLA, PET i PA 12.

Galwanizacja

Galwanizacja jest techniką post-drukowania, która polega na zanurzeniu części w roztworze wody i soli metali. Gdy prąd jest przepuszczany przez roztwór, kationy metali tworzą cienką powłokę wokół części. Technikę tę można zastosować do części 3D z drukarek FDM, SLS, SLA lub SCM. Nadaje części prawie identyczne właściwości mechaniczne do części metalowych, a więc jest znacznie tańszą alternatywą dla drukowania 3D metalu w kilku zastosowaniach.

jednak galwaniczne części są nadal plastikowe wewnątrz, więc jeśli są podgrzewane do wyższej temperatury niż temperatura mięknienia wewnętrznego plastiku, to wewnętrzna siła jest tracona; nawet jak zewnętrzny metal nie topi się. Do galwanizacji można stosować kilka metali, takich jak cynk, chrom, nikiel, miedź itp. Przed galwanizacją ważne jest, aby zagruntować część 3D, aby ustalić powierzchnię przewodzącą odpowiednią do przylegania metalu. Do gruntowania powszechnie stosuje się grafit.

powłoka żywiczna

żywice epoksydowe lub żywice poliestrowe mogą być stosowane do powlekania części drukowanych 3D. Powłoka epoksydowa jest nierozpuszczalną powłoką powierzchniową wykonaną farbą epoksydową. Farba zawiera dwie substancje chemiczne; żywicę epoksydową i utwardzacz. Otrzymana powłoka jest zwykle trwalsza i twardsza niż niepowlekane części. Jednak powłoka epoksydowa nie jest odpowiednia, jeśli potrzebna jest ekstremalna dokładność geometryczna i ostre krawędzie części. Z drugiej strony żywice poliestrowe są cienkie i mogą być rozłożone na skomplikowane części. Żywica zaczyna twardnieć po 5 minutach od aplikacji i zwykle trwa 24 godziny, aby całkowicie wyschnąć. Powłoka żywiczna może być nakładana na dowolną część z dowolnej drukarki.

wzmocnienie Z Włókna Węglowego

włókna węglowe lub szklane mogą być również używane do wzmacniania części 3D. Włókno węglowe ma doskonały stosunek wytrzymałości do masy i najlepiej nadaje się do części używanych w warunkach stałego obciążenia. W przeciwieństwie do węgla, włókna szklane zginają się aż do awarii. Włókna mogą być laminowane na dwa sposoby:

  • krótkie wzmocnienie włókien

w tej metodzie włókna są cięte i mieszane z termoplastem, aby poprawić wytrzymałość i sztywność

  • ciągłe wzmocnienie włókien

w tej technice włókno musi być stale zintegrowane z termoplastem, ponieważ jest wytłaczane i osadzane. Ta technika wymaga dwóch dysz do drukowania w tym samym czasie.

podsumowanie

w Xometry Europe oferujemy różne opcje wzmocnienia części drukowanych 3D zgodnie z życzeniem klientów. Po prostu udaj się do naszej natychmiastowej platformy cytowania, Prześlij swoje modele, wybierz Opcje i gotowe: twoja drukowana część 3D o wysokiej wytrzymałości zostanie dostarczona w ciągu zaledwie kilku dni.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.