imprimarea 3D este capabilă să creeze piese polimerice și metalice puternice. Cu toate acestea, anumite aplicații ale pieselor imprimate 3D pot necesita mult mai multă rezistență. Designul și selecția materialelor sunt factorii cei mai critici care determină rezistența unei piese tipărite 3D. Cu toate acestea, chiar și o parte bine concepută ar putea arăta slăbiciune și poate eșua în serviciu dacă alte tehnici simple și importante de îmbunătățire a forței sunt ignorate.

există diferite tehnici pentru întărirea imprimărilor 3D. Acestea pot fi grupate în trei mari categorii: geometria pieselor, setările de imprimare și post-procesare.

geometria piesei

geometria piesei joacă un rol vital în determinarea rezistenței unei imprimări 3d. Utilizarea fileurilor și a șanfrenelor mărește rezistența mecanică a marginilor, în timp ce clinurile și nervurile oferă suport structural.

folosiți fileuri sau Șanfrene

fileurile sau șanfrenele oferă o bază solidă pentru secțiunile mai subțiri din părțile 3D. Acestea împiedică duzele să bată părți delicate din imprimare.

exemplu de proiectare fără fileuri
exemplu de proiectare cu fileuri

utilizați nervuri și clini

nervurile și clini sunt extrudări subțiri care ies perpendicular dintr-un perete sau plan. Ele oferă sprijin și măresc rezistența piesei. Grosimea nervurilor trebuie să fie jumătate din grosimea peretelui și trebuie distanțată la o distanță minimă de două ori grosimea pereților. Trebuie evitate coastele mari și înalte; în schimb, trebuie utilizate mai multe coaste mici.

exemplu de proiectare cu nervuri

Setări de imprimare 3D

setări optime ale procesului de imprimare 3D sunt necesare pentru a produce piese mai puternice. Aceste setări includ următoarele.

umplere în imprimare 3D

umplere se referă pur și simplu la cantitatea de material din interiorul pereților exteriori ai părții 3d. Această tehnică este frecvent utilizată în imprimarea 3D FDM pentru a crește rezistența. Setarea de umplere se face în două moduri, model de umplere și densitate de umplere.

model de umplere

aceasta este o structură repetitivă care umple spațiul din interiorul unei părți imprimate 3D. De obicei este ascuns de vedere. Există numeroase stiluri de modele de umplere. Acestea includ; model triunghiular, archi, dreptunghiular, fagure sau hexagonal și concentric. Modelul de umplere Archi este cel mai potrivit pentru piese circulare sau rotunjite. Modelul dreptunghiular de umplere este capabil să ofere o parte densă de 100% datorită grilei sale paralele și perpendiculare. Modelul de umplere hexagonal oferă cel mai mare raport rezistență-greutate, dar durează cel mai mult timp pentru imprimare.

densitate de umplere

o umplere de 0% nu are umplere, iar o umplere de 100% oferă o parte complet solidă. Umplutura 100% este cea mai puternică parte. Cu toate acestea, în multe cazuri, este o utilizare inutilă a materialului care crește greutatea și costul. Modelul de fagure este cel mai bun pentru procente mai mici de 50%, în timp ce modelul rectiliniu este cel mai bun pentru procente peste 50%. Densitățile comune de umplere sunt cuprinse între 20% și 25%.

orientarea pieselor

orientarea piesei imprimate 3D

piesele imprimate 3D sunt mai puternice în planuri paralele cu carcasa de construcție, deoarece legătura moleculară dintr-un strat este mult mai mare decât legăturile adezive dintre straturi. Acestea sunt avioanele X și Y. Deși această tehnică este comună imprimării 3D FDM, poate fi utilizată în alte procese, cum ar fi SLA și SLS, pentru a îmbunătăți rezistența. Orientarea piesei depinde de locul în care încărcarea și presiunile vor fi experimentate în piesă.

grosimea carcasei

aceasta joacă un rol semnificativ în consolidarea pieselor 3d. O coajă mai groasă face o parte mai puternică. Pentru imprimarea FDM, o grosime a carcasei care este de 3 până la 4 ori diametrul duzei este cea mai bună pentru piesele care vor fi supuse unei încărcări grele și susținute. Majoritatea proceselor de imprimare 3D utilizează un minim standard de aproximativ 1 mm grosime. Cu toate acestea, creșterea acestui lucru va îmbunătăți rezistența la tracțiune și la impact. Pentru informații detaliate despre grosimea recomandată pentru alte tehnologii de imprimare 3D, vă rugăm să consultați ghidurile noastre de proiectare.

procesare Post-producție

pentru a crește și mai mult rezistența pieselor tipărite, puteți lua în considerare și post-procesarea. Următoarele operațiuni de post-procesare care pot crește foarte mult rezistența pieselor imprimate 3D.

recoacere

recoacere este pur și simplu un proces de încălzire o parte imprimate 3D și permițându-i să se răcească treptat, în scopul de a calma tensiunile interne rezultând într-o parte mai dure. În timp ce metalele și sticla pot fi recoapte, nu toți polimerii pot fi recoaceți. Unele materiale care sunt potrivite pentru recoacere sunt PLA, PET și PA 12.

galvanizarea

galvanizarea este o tehnică post-imprimare care implică scufundarea piesei într-o soluție de apă și săruri metalice. Când curentul este trecut prin soluție, cationii metalici formează o acoperire subțire în jurul piesei. Această tehnică poate fi aplicată pieselor 3D de la imprimantele FDM, SLS, SLA sau SCM. Oferă piesei o proprietate mecanică aproape identică pieselor metalice, la fel și o alternativă mult mai ieftină la imprimarea 3D metalică pentru mai multe aplicații.

cu toate acestea, piesele galvanizate sunt încă din plastic în interior și, prin urmare, dacă sunt încălzite la o temperatură mai mare decât temperatura de înmuiere a plasticului interior, atunci rezistența interioară se pierde; chiar dacă metalul exterior nu se topește. Mai multe metale pot fi utilizate pentru galvanizare, cum ar fi zinc, crom, nichel, cupru etc. Înainte de galvanizare, este important să amorsați partea 3D pentru a stabili o suprafață conductivă adecvată pentru ca metalul să adere. Grafitul este utilizat în mod obișnuit pentru amorsare.

acoperirea cu rășină

rășinile epoxidice sau rășinile poliesterice pot fi utilizate pentru acoperirea pieselor imprimate 3D. Acoperirea epoxidică este o acoperire de suprafață insolubilă care se realizează cu vopsea epoxidică. Vopseaua conține două substanțe chimice; o rășină epoxidică și un întăritor. Acoperirea rezultată este de obicei mai durabilă și mai dură decât piesele neacoperite. Cu toate acestea, acoperirea epoxidică nu este adecvată dacă este necesară o precizie geometrică extremă și muchii ascuțite pentru piesă. Rășinile poliesterice, pe de altă parte, sunt subțiri și pot fi răspândite pe părți complicate. Rășina începe să se întărească la 5 minute după aplicare și durează de obicei 24 de ore pentru a se usca complet. Acoperirea cu rășină poate fi aplicată oricărei părți de la orice imprimantă.

armare din fibră de Carbon

fibrele de Carbon sau de sticlă pot fi, de asemenea, utilizate pentru consolidarea pieselor 3d. Fibra de Carbon are un raport excelent rezistență-greutate și este cel mai bine utilizată pentru piesele utilizate în condiții de încărcare constantă. Spre deosebire de carbon, fibrele de sticlă se îndoaie până la eșec. Fibrele pot fi laminate în două moduri:

  • armare cu fibre scurte

în această metodă, fibrele sunt tocate și amestecate cu termoplasticul pentru a îmbunătăți rezistența și rigiditatea

  • armare continuă cu fibre

în această tehnică, fibra trebuie integrată continuu în termoplastic, deoarece este extrudată și depozitată. Această tehnică necesită două duze pentru a imprima în același timp.

concluzie

la Xometry Europe, oferim diverse opțiuni de întărire pentru piesele tipărite 3D, așa cum sunt solicitate de clienți. Pur și simplu mergeți la platforma noastră de citare instantanee, încărcați modelele, alegeți opțiunile și voila: partea dvs. imprimată 3D de înaltă rezistență vă va fi livrată în doar câteva zile.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.