3D výtisky mají mnoho funkčních využití, která mohou vyžadovat značnou pevnost, aby správně fungovaly. I když máte některé estetické 3D výtisky, stále budete chtít určitou úroveň pevnosti, aby dobře držely.

Rozhodl jsem se napsat článek, ve kterém podrobně popíšu, jak můžete své 3D tištěné díly zpevnit, abyste měli větší důvěru v trvanlivost vyráběných předmětů.

Přečtěte si několik dobrých tipů, jak vylepšit a posílit své 3D výtisky.

Proč jsou vaše 3D výtisky měkké, slabé a křehké?

Hlavní příčinou křehkých nebo slabých 3D výtisků je nahromadění vlhkosti ve filamentu. Některé 3D filamenty mají přirozeně tendenci absorbovat vlhkost ze vzduchu v důsledku nadměrné expozice. Pokus o zahřátí filamentu na vysokou teplotu, který absorboval vlhkost, může způsobit vznik bublin a praskání, což vede ke slabému vytlačování.

V této situaci je třeba filament vysušit. Existuje několik způsobů, jak filament účinně vysušit, přičemž prvním způsobem je vložit cívku s filamentem do trouby při nízké teplotě.

Nejprve se musíte ujistit, že je teplota v troubě správně kalibrována pomocí teploměru, protože teplota v troubě může být poměrně nepřesná, zejména při nižších teplotách.

Další oblíbenější metodou je použití specializované sušičky vláken, jako je například SUNLU Filament Dryer od Amazonu. Většina lidí, kteří ji používají, je se svými výsledky velmi spokojena, protože jsou schopni zachránit vlákna, o kterých si mysleli, že už nejsou účinná.

Objevilo se však několik smíšených recenzí, kdy lidé říkají, že se dostatečně nezahřívá, ačkoli se může jednat o vadné jednotky.

Jeden z uživatelů, který tiskne na 3D tiskárně z nylonu, který je známý tím, že absorbuje vlhkost, použil sušičku SUNLU a uvedl, že jeho výtisky jsou nyní čisté a krásné.

Doporučuji použít další izolační vrstvu, například velký igelitový pytel nebo kartonovou krabici, která udrží teplo.

Dalšími faktory, které mohou přispět k měkkému, slabému a křehkému výtisku, jsou hustota výplně a tloušťka stěny. Níže vás seznámím s metodami, jak zlepšit pevnost vašich 3D výtisků.

Jak zpevnit a zpevnit 3D výtisky? PLA, ABS, PETG a další materiály

1. Používejte pevnější materiály

Namísto materiálů, o kterých je známo, že jsou v některých případech slabé, můžete zvolit materiály, které dobře odolávají silným silám nebo nárazům.

Doporučuji použít něco jako polykarbonát s výztuží z uhlíkových vláken od společnosti Amazon.

Tento filament získává v komunitě 3D tiskařů velkou oblibu, protože poskytuje skutečnou pevnost 3D výtisků. V době psaní tohoto článku má více než 600 hodnocení a jeho aktuální známka je 4,4/5,0.

Nejlepší na tom je, jak snadno se tiskne ve srovnání s ABS, což je další silnější materiál, který lidé používají.

Dalším hojně používaným filamentem, který lidé používají pro funkční 3D výtisky nebo pro pevnost obecně, je filament OVERTURE PETG 1,75 mm, o kterém je známo, že je o něco pevnější než PLA, a přesto se s ním 3D tiskne poměrně snadno.

2. Zvýšení tloušťky stěny

Jednou z nejlepších metod zpevnění a vyztužení 3D výtisků je zvýšení tloušťky stěny. Tloušťka stěny je jednoduše to, jak silná je vnější stěna vašeho 3D výtisku, měřeno pomocí "Wall Line Count" a "Outer Line Width".

Tloušťka stěny by neměla být menší než 1,2 mm. Doporučuji mít minimální tloušťku stěny 1,6 mm, ale pro větší pevnost můžete určitě zvolit vyšší.

Zvětšení tloušťky stěn má také výhody v podobě zlepšení přesahů a zvýšení vodotěsnosti 3D výtisků.

3. Zvýšení hustoty zaplnění

Vzor výplně je vnitřní struktura tištěného objektu. Množství potřebné výplně závisí především na vytvářeném objektu, ale obecně platí, že pro dobrou pevnost je třeba mít výplň alespoň 20 %.

Pokud chcete jít ještě dál, můžete ji zvýšit až na více než 40 %, ale návratnost zvyšování hustoty zalidnění se snižuje.

Čím více ji zvýšíte, tím méně se zlepší pevnost vašeho 3D tištěného dílu. Doporučoval bych nejprve zvýšit tloušťku stěny, než budete zvyšovat hustotu výplně tak vysoko.

Obecně platí, že uživatelé 3D tiskáren nepřekračují 40 %, pokud nepotřebují nějakou skutečnou funkci a tisk nebude nosný.

V mnoha případech se i 10% výplň se vzorem výplně Cubic docela dobře osvědčuje z hlediska pevnosti.

4. Použijte silný vzor výplně

Použití výplňového vzoru vytvořeného pro pevnost je dobrým nápadem, jak vyztužit a zpevnit 3D výtisky. Pokud jde o pevnost, lidé obvykle používají vzor Grid nebo vzor Cubic (Honeycomb).

Trojúhelníkový vzor je opravdu dobrý i z hlediska pevnosti, ale budete potřebovat dobrou tloušťku vrchní vrstvy, abyste dosáhli rovnoměrného horního povrchu.

Vzory výplní úzce spolupracují s hustotou výplně, kdy některé vzory výplní při 10% hustotě výplně budou mnohem silnější než jiné. Je známo, že Gyroid se dobře osvědčuje při nízké hustotě výplně, ale celkově není příliš silným vzorem výplně.

Gyroid je vhodnější pro pružné filamenty a pro případy, kdy můžete použít rozpustný filament, jako je HIPS.

Při krájení 3D tisku můžete zkontrolovat, jak hustá je výplň, a to na kartě "Náhled".

5. Změna orientace (směr vytlačování)

Jednoduché umístění výtisků na tiskovém lůžku vodorovně, šikmo nebo svisle může změnit sílu výtisků díky směru, kterým jsou 3D výtisky vytvářeny.

Někteří lidé provedli testy na obdélníkových 3D výtiscích orientovaných různými směry a zjistili výrazné změny v pevnosti dílů.

Souvisí to hlavně se směrem sestavování a s tím, jak se 3D výtisky vytvářejí pomocí oddělených vrstev, které se spojují dohromady. Když se 3D výtisk rozbije, obvykle to bude způsobeno oddělením linií vrstev.

Můžete zjistit, kterým směrem bude mít váš 3D tištěný díl největší hmotnost a sílu, a pak díl orientovat tak, aby linie vrstev nevedly stejným směrem, ale opačným.

Jednoduchým příkladem může být držák na polici, kde bude síla směřovat dolů. 3D-Pros ukázal, jak vytiskl 3D držák na polici ve dvou orientacích. Jedna se nepovedla, zatímco druhá obstála na výbornou.

Namísto orientace naplocho na konstrukční desce byste měli 3D tisknout držák police na boku, aby se jeho vrstvy vytvářely napříč, a ne podél dílu, který na něj působí silou a je pravděpodobnější, že se zlomí.

Zpočátku to může být matoucí, ale lépe to pochopíte, když to uvidíte vizuálně.

Podívejte se na video níže, kde najdete návod, jak orientovat 3D výtisky.

6. Nastavení průtoku

Dalším způsobem, jak zpevnit a posílit 3D výtisky, je mírná úprava průtoku. Pokud se však rozhodnete pro tuto úpravu, chtějte provádět poměrně malé změny, protože můžete způsobit nedostatečné vytlačování a nadměrné vytlačování.

Průtok můžete nastavit pro konkrétní části 3D tisku, například "Wall Flow", který zahrnuje "Outer Wall Flow" & "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow" a další.

Ve většině případů je však úprava průtoku dočasným řešením jiného problému, takže by bylo lepší přímo zvětšit šířku vedení než upravovat průtoky.

7. Šířka čáry

Cura, což je populární slicer, uvádí, že nastavení šířky čáry na sudý násobek výšky vrstvy tisku může ve skutečnosti zpevnit vaše 3D vytištěné objekty.

Snažte se šířku čáry příliš nenastavovat, podobně jako průtok, protože to může vést k opětovnému nadměrnému a nedostatečnému vytlačování. Je dobré nastavit rychlost tisku, abyste do určité míry nepřímo upravili průtok a šířku čáry.

8. Snížení rychlosti tisku

Použití nižší rychlosti tisku, jak bylo uvedeno výše, může zvýšit pevnost 3D výtisků, protože může ponechat více materiálu k vyplnění mezer, které by vznikly při příliš vysoké rychlosti.

Pokud zvětšíte šířku řádku, chcete také zvýšit rychlost tisku, abyste udrželi konstantnější průtok. To může při správném vyvážení také zlepšit kvalitu tisku.

Pokud snížíte rychlost tisku, možná budete muset snížit teplotu tisku, abyste zohlednili delší dobu, po kterou bude filament pod teplem.

9. Snížení chlazení

Příliš rychlé chlazení dílů může vést ke špatné přilnavosti vrstev, protože zahřáté vlákno nemá dostatek času na řádné spojení s předchozí vrstvou.

V závislosti na materiálu, ze kterého 3D tisknete, můžete zkusit snížit rychlost chladicího ventilátoru, aby se vaše díly mohly během tisku pevně spojit.

PLA funguje nejlépe s poměrně silným chladicím ventilátorem, ale můžete se pokusit vyvážit to s teplotou tisku, rychlostí tisku a průtokem.

10. Používejte silnější vrstvy (zvyšte výšku vrstvy)

Použití silnějších vrstev vede k lepší přilnavosti mezi vrstvami. Silnější vrstvy budou představovat větší mezery mezi sousedními částmi vrstev. Testy ukázaly, že při větší výšce vrstvy byly pozorovány pevnější 3D výtisky.

Bylo prokázáno, že výška vrstvy 0,3 mm překonává v kategorii pevnosti vrstvu o výšce 0,1 mm. Zkuste použít větší výšku vrstvy, pokud kvalita tisku není pro konkrétní 3D tisk zásadní. Je to výhodné i proto, že se tím zrychluje doba tisku.

Další podrobnosti o zkouškách pevnosti pro různé výšky vrstev najdete v následujícím videu.

11. Zvětšení velikosti trysek

Nejenže můžete zkrátit dobu tisku svých 3D výtisků, ale můžete také zvýšit pevnost svých dílů použitím většího průměru trysky, například 0,6 mm nebo 0,8 mm.

Níže uvedené video od ModBotu ukazuje, o kolik rychleji mohl tisknout a jakou sílu mu zvýšila výška vrstvy.

Souvisí to se zvýšeným průtokem a zvětšenou šířkou vrstvy, což vede k větší tuhosti dílu. Zlepšuje se také hladkost vytlačování filamentu a vytváří se lepší přilnavost vrstev.

Další věci, které můžete vyzkoušet pro zpevnění 3D tisků

Žíhání 3D výtisků

Žíhání 3D výtisků je proces tepelného zpracování, při kterém se 3D vytištěné objekty vystavují zvýšené teplotě, aby se posílila jejich integrita. Při některých testech lidé podle testů společnosti Fargo 3D Printing prokázali zvýšení pevnosti o 40 %.

Můžete se podívat na video Josefa Prusy o žíhání, kde testuje 4 různé materiály - PLA, ABS, PETG, ASA, aby zjistil, jaké rozdíly vznikají žíháním.

Galvanické pokovování 3D výtisků

Tento postup je stále populárnější, protože je praktický a cenově dostupný. Spočívá v ponoření tiskového dílu do roztoku vody a kovové soli. Poté jím prochází elektrický proud, čímž se kolem něj vytvoří kovové kat-iony, jako tenký povlak.

Výsledkem jsou odolné a dlouhotrvající 3D výtisky. Jedinou nevýhodou je, že pokud chcete silnější výtisk, může být zapotřebí mnoho vrstev. Mezi pokovovací materiály patří zinek, chrom a nikl. Tyto tři mají nejvíce průmyslových aplikací.

To je jednoduché, orientovat model tak, aby nejslabší místo, kterým je hranice vrstvy, nebylo tak exponované. Výsledkem jsou pevnější 3D výtisky.

Další informace o galvanickém pokovování 3D výtisků najdete v následujícím videu.

Podívejte se na další skvělé video o galvanickém pokovování s jednoduchými pokyny, jak dosáhnout skvělé povrchové úpravy modelů.

Jak zpevnit hotové 3D výtisky: použití epoxidového nátěru

Po dokončení tisku modelu lze správně aplikovat epoxidovou pryskyřici, která model po tisku zpevní. Epoxidová pryskyřice, známá také jako polyepoxid, je funkční tužidlo, které se používá k zpevnění přečteného modelu.

Pomocí štětce jemně nanášejte epoxidový nátěr na 3D výtisky tak, aby epoxid nestékal dolů. Na štěrbiny a těžko přístupné rohy použijte menší štětce, aby byla každá část exteriéru dobře pokryta.

Velmi populární epoxidový nátěr pro 3D tisk, se kterým uspělo mnoho lidí, je vysoce výkonný nátěr XTC-3D od společnosti Amazon.

Pracuje se všemi druhy 3D tiskových materiálů, jako jsou PLA, ABS, výtisky SLA, ale i dřevo, papír a další materiály.

Sada tohoto epoxidu má velmi dlouhou životnost, protože k dosažení dobrých výsledků ho nemusíte použít vůbec mnoho.

Mnoho lidí říká: "Trochu se hodí." Po vytvrzení epoxidu získáte dodatečnou pevnost a krásný průhledný a lesklý povrch, který vypadá skvěle.

Je to jednoduchá věc, ale pokud se chcete dozvědět více o nanášení epoxidového povlaku na 3D výtisky, podívejte se na video od Matter Hackers.

Jak zpevnit 3D výtisky z pryskyřice

Chcete-li zpevnit 3D výtisky z pryskyřice, zvětšete tloušťku stěny modelu, pokud je vydlabaný, na přibližně 3 mm. Trvanlivost můžete zvýšit přidáním přibližně 25 % pružné pryskyřice do nádoby s pryskyřicí, aby měla určitou pružnou pevnost. Dbejte na to, abyste model nepřetvrdili, což může způsobit křehkost pryskyřice.