11 módja annak, hogy a 3D nyomtatott alkatrészek erősebbek legyenek - Egyszerű útmutató

Roy Hill 02-06-2023
Roy Hill

A 3D nyomatoknak számos funkcionális felhasználási módja van, amelyek megfelelő teljesítményhez megfelelő szilárdságot igényelhetnek. Még akkor is, ha esztétikai 3D nyomatok vannak, akkor is szükséged lesz egy bizonyos szintű szilárdságra, hogy jól bírja a strapát.

Úgy döntöttem, hogy írok egy cikket, amelyben részletezem, hogyan teheted erősebbé a 3D nyomtatott alkatrészeket, így nagyobb bizalmat érezhetsz az általad készített tárgyak tartósságában.

Olvasson tovább, hogy néhány jó tippet kapjon a 3D-s nyomatok javítására és megerősítésére.

    Miért jönnek ki a 3D nyomtatások puha, gyenge és törékeny?

    A törékeny vagy gyenge 3D nyomatok fő oka a nedvesség felhalmozódása a filamentben. Egyes 3D filamentek természetes módon hajlamosak nedvességet felvenni a levegőből a túlzott expozíció miatt. Ha megpróbáljuk magas hőmérsékletre melegíteni a nedvességet felszívott filamentet, az buborékokat és pukkanásokat okozhat, ami gyenge extrudáláshoz vezet.

    Ebben a helyzetben meg kell szárítania a fonalát. A fonal hatékony szárításának több módja is van, az első módszer az, hogy a fonalspulnit alacsony hőfokon egy sütőbe teszi.

    Először is meg kell győződnie arról, hogy a sütő hőmérsékletét megfelelően kalibrálta egy hőmérővel, mert a sütő hőmérséklete meglehetősen pontatlan lehet, különösen alacsonyabb hőmérsékleten.

    Egy másik népszerűbb módszer egy speciális szálszárító használata, mint például a SUNLU Filament Dryer az Amazonról. A legtöbb ember, aki ezt használja, nagyon elégedett az eredményeivel, mivel képes megmenteni a már nem hatékonynak hitt szálakat.

    Volt néhány vegyes vélemény, bár az emberek azt mondták, hogy nem melegszik fel eléggé, bár lehet, hogy ezek hibás egységek.

    Egy felhasználó, aki 3D nyomatokat készít nejlonból, amely hírhedt arról, hogy felszívja a nedvességet, használta a SUNLU Filament Dryer-t, és azt mondta, hogy a nyomatai mostantól tiszták és gyönyörűek.

    Javaslom, hogy használjon egy extra szigetelőréteget, például egy nagy műanyag zacskót vagy egy kartondobozt, hogy megtartsa benne a hőt.

    Más tényezők, amelyek hozzájárulhatnak a puha, gyenge és törékeny nyomtatáshoz, a töltetsűrűség és a falvastagság. Az alábbiakban bemutatom az ötleteket, amelyekkel javíthatod a 3D nyomatok szilárdságát.

    Hogyan lehet megerősíteni &; 3D nyomtatásokat erősebbé tenni? PLA, ABS, PETG & amp; Több

    1. Használjon erősebb anyagokat

    Ahelyett, hogy olyan anyagokat használna, amelyekről ismert, hogy bizonyos esetekben gyengék, választhat olyan anyagokat, amelyek jól bírják az erős erőket vagy ütéseket.

    Azt javasolnám, hogy valami olyasmit válasszon, mint a polikarbonát szénszálas megerősítéssel az Amazonról.

    Ez a szál egyre nagyobb teret nyer a 3D nyomtatási közösségben, mivel valódi szilárdságot biztosít a 3D nyomtatásban. 600-nál is több értékeléssel rendelkezik, és jelenleg 4,4/5,0 ponton áll a cikk írásakor.

    A legjobb dolog ebben az, hogy mennyire könnyű nyomtatni az ABS-hez képest, amely egy másik erősebb anyag, amelyet az emberek használnak.

    Egy másik széles körben használt filament, amelyet az emberek funkcionális 3D nyomtatáshoz vagy általában az erősséghez használnak, az OVERTURE PETG 1,75 mm-es filament, amelyről ismert, hogy egy kicsit erősebb, mint a PLA, és még mindig elég könnyű vele 3D nyomtatni.

    2. A falvastagság növelése

    Az egyik legjobb módszer a 3D nyomatok megerősítésére és megerősítésére a falvastagság növelése. A falvastagság egyszerűen azt jelenti, hogy milyen vastag a 3D nyomat külső fala, amit a "Wall Line Count" és a "Outer Line Width" értékekkel mérünk.

    Ne akarjon 1,2 mm-nél kisebb falvastagságot. 1,6 mm-es minimális falvastagságot javasolnék, de a nagyobb szilárdság érdekében mindenképpen lehet magasabb is.

    A falvastagság növelése azzal az előnnyel is jár, hogy javítja a túlnyúlásokat, valamint vízállóbbá teszi a 3D nyomatokat.

    3. A beépítési sűrűség növelése

    A kitöltési minta a nyomtatandó tárgy belső szerkezete. A szükséges kitöltés mennyisége főként az elkészítendő tárgytól függ, de általánosságban elmondható, hogy a jó szilárdság érdekében legalább 20%-os kitöltés szükséges.

    Ha extra mérföldet akarunk menni, akkor akár 40% fölé is emelhetjük, de a beépítési sűrűség növelésének csökkenő hozadéka van.

    Minél jobban növeli, annál kevésbé fog javulni a 3D nyomtatott alkatrész szilárdsága. Azt javasolnám, hogy először növelje a falvastagságot, mielőtt a kitöltési sűrűséget ilyen magasra emelné.

    Általában a 3D nyomtatók felhasználói nem lépik túl a 40%-ot, hacsak nincs szükségük valódi funkcionalitásra, és a nyomtatás nem lesz teherbíró.

    Sok esetben még a 10%-os kitöltés is elég jól működik a szilárdság érdekében.

    4. Használjon erős kitöltési mintát

    Az erősségre épített kitöltési minta használata jó ötlet a 3D nyomatok megerősítésére és megerősítésére. Ha erősségről van szó, az emberek általában a Grid vagy a Cubic (Honeycomb) mintát használják.

    A háromszög mintázat nagyon jó az erősség szempontjából is, de jó vastagságú felső rétegre lesz szükséged, hogy egyenletes legyen a felső felület.

    A kitöltési minták szorosan együttműködnek a kitöltési sűrűséggel, ahol néhány kitöltési minta 10%-os kitöltési sűrűségnél sokkal erősebb lesz, mint mások. A gyroidról ismert, hogy alacsony kitöltési sűrűségnél jól teljesít, de összességében nem túl erős kitöltési minta.

    A Gyroid jobb a rugalmas szálakhoz, és akkor, ha esetleg oldódó szálakat, például HIPS-et használ.

    Miközben a 3D-nyomtatást szeleteli, az "Előnézet" fülön ellenőrizheti, hogy a kitöltés valójában mennyire sűrű.

    5. A tájolás megváltoztatása (extrudálási irány)

    A nyomatok vízszintes, átlós vagy függőleges elhelyezése a nyomtatóágyon egyszerűen megváltoztathatja a nyomatok erősségét a 3D nyomatok létrehozásának iránya miatt.

    Egyesek különböző irányokba orientált, téglalap alakú 3D nyomatokon végeztek vizsgálatokat, és jelentős változásokat tapasztaltak az alkatrész szilárdságában.

    Ez főként az építési iránnyal függ össze, és azzal, hogy a 3D nyomtatás hogyan épül fel különálló rétegekből, amelyek összekapcsolódnak. Amikor egy 3D nyomtatás törik, az általában a rétegvonalak szétválása miatt történik.

    Amit tehetsz, hogy kitalálod, hogy a 3D nyomtatott alkatrészed melyik irányba lesz a legnagyobb súly és erő mögötted, majd úgy orientálod az alkatrészt, hogy a rétegvonalak ne ugyanabba az irányba, hanem ellenkező irányba legyenek.

    Egy egyszerű példa lehet egy polctartó, ahol az erő lefelé fog mutatni. 3D-Pros megmutatta, hogyan 3D-nyomtattak egy polctartót két orientációban. Az egyik szánalmasan elbukott, míg a másik erősen állt.

    Ahelyett, hogy a tájolás laposan lenne az építőlemezen, a polckonzolt az oldalára kellene 3D-nyomtatni, így a rétegei keresztben épülnek, nem pedig az alkatrész mentén, amelyre erő hat, és nagyobb valószínűséggel törik el.

    Ez elsőre zavaró lehet, de vizuálisan szemlélve jobban megértheted.

    Az alábbi videóban útmutatást talál a 3D nyomatok tájolásához.

    6. Állítsa be az áramlási sebességet

    Az áramlási sebesség kismértékű beállítása egy másik módja a 3D nyomatok megerősítésének és megerősítésének. Ha azonban úgy dönt, hogy ezt beállítja, akkor meglehetősen kis változtatásokat szeretne végezni, mert a végén alul- és túlextrudálást okozhat.

    Beállíthatja az áramlást a 3D nyomtatás egyes részeihez, mint például a "Wall Flow", amely magában foglalja a "Outer Wall Flow" & "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow", és így tovább.

    Bár a legtöbb esetben az áramlás beállítása egy másik probléma ideiglenes megoldása, így az áramlási sebességek beállítása helyett jobb lenne közvetlenül növelni a vezeték szélességét.

    7. Vonalszélesség

    A Cura, amely egy népszerű szeletelőprogram, megemlíti, hogy a vonalszélesség beállítása a nyomtatás rétegmagasságának egyenletes többszörösére valóban erősebbé teheti a 3D nyomtatott tárgyakat.

    Próbáld meg nem túlságosan beállítani a vonalszélességet, hasonlóan az áramlási sebességhez, mert ez megint túl- és alulextrudáláshoz vezethet. Jó ötlet a nyomtatási sebesség beállítása, hogy közvetve bizonyos mértékig szabályozd az áramlást és a vonalszélességet.

    8. Nyomtatási sebesség csökkentése

    A fent említett alacsonyabb nyomtatási sebesség használata növelheti a 3D nyomatok szilárdságát, mivel több anyagot hagyhat hátra, amely kitölti a túl nagy sebesség esetén keletkező hézagokat.

    Ha növeli a vonalszélességet, akkor a nyomtatási sebességet is növelni kell, hogy állandóbb legyen az áramlási sebesség. Ez is javíthatja a nyomtatási minőséget, ha megfelelően van kiegyensúlyozva.

    Ha csökkenti a nyomtatási sebességet, előfordulhat, hogy a nyomtatási hőmérsékletet is csökkentenie kell, hogy figyelembe vegye a megnövekedett időtartamot, amíg az izzószál hő alatt lesz.

    9. Csökkentse a hűtést

    Az alkatrészek túl gyors lehűtése rossz rétegtapadáshoz vezethet, mivel a felmelegített szálnak nincs elég ideje arra, hogy megfelelően kapcsolódjon az előző réteghez.

    Attól függően, hogy milyen anyagot nyomtat 3D-ben, megpróbálhatja csökkenteni a hűtőventilátor sebességét, hogy az alkatrészek erősen össze tudjanak kapcsolódni a nyomtatási folyamat során.

    A PLA meglehetősen erős hűtőventilátorral működik a legjobban, de megpróbálhatja ezt a nyomtatási hőmérséklettel, a nyomtatási sebességgel és az áramlási sebességgel egyensúlyban tartani.

    10. Használjon vastagabb rétegeket (növelje a rétegmagasságot)

    A vastagabb rétegek használata jobb tapadást eredményez a rétegek között. A vastagabb rétegek több rést képeznek a szomszédos rétegrészek között. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a nagyobb rétegmagasságú rétegek erősebb 3D nyomatokat eredményeznek.

    A 0,3 mm-es rétegmagasság bizonyítottan felülmúlja a 0,1 mm-es rétegmagasságot a szilárdsági kategóriában. Próbáljon meg nagyobb rétegmagasságot használni, ha a nyomtatási minőség nem elengedhetetlen az adott 3D nyomtatáshoz. Ez azért is előnyös, mert felgyorsítja a nyomtatási időt.

    Az alábbi videóban további részleteket talál a különböző rétegmagasságok szilárdságvizsgálatáról.

    11. A fúvóka méretének növelése

    Nemcsak a 3D nyomtatási időt csökkentheti, hanem növelheti az alkatrészek szilárdságát is, ha nagyobb fúvókaátmérőjű, például 0,6 mm-es vagy 0,8 mm-es fúvókát használ.

    A ModBot alábbi videója végigmegy a folyamaton, hogy mennyivel gyorsabban tudott nyomtatni, valamint a megnövekedett szilárdságon, amit a rétegmagasság növelésével ért el.

    Ez a megnövekedett áramlási sebességgel és a megnövekedett rétegszélességgel függ össze, ami merevebb alkatrészt eredményez. Emellett javítja a szálak egyenletesebb extrudálását és jobb rétegtapadást eredményez.

    Egyéb dolgok a 3D nyomtatások megerősítésére

    3D nyomtatások izzítása

    A 3D nyomtatások izzítása egy hőkezelési folyamat, amelynek során a 3D nyomtatott tárgyakat megnövelt hőmérsékletnek vetik alá, hogy megerősítsék az integritását. Néhány teszteléssel az emberek 40%-os szilárdságnövekedést mutattak ki a Fargo 3D Printing tesztelése szerint.

    Nézd meg Josef Prusa videóját a hőkezelésről, ahol 4 különböző anyagot - PLA, ABS, PETG, ASA - tesztel, hogy lássa, milyen különbségek keletkeznek a hőkezelés hatására.

    Galvanizáló 3D nyomtatás

    Ez a gyakorlat egyre népszerűbb, mert praktikus és megfizethető. Ennek lényege, hogy a nyomtatandó alkatrészt víz és fémsó oldatába merítik. Ezután elektromos áramot vezetnek át rajta, így a fém kat-ionok, mint egy vékony bevonat, kialakulnak körülötte.

    Az eredmény tartós és hosszú élettartamú 3D nyomatok. Az egyetlen hátránya, hogy sok rétegre lehet szükség, ha erősebb nyomatot szeretne. Néhány galvanizáló anyag a cink, a króm és a nikkel. Ez a három rendelkezik a legtöbb ipari alkalmazással.

    Ez egyszerű: a modellt úgy orientálja, hogy a leggyengébb pont, azaz a réteghatár ne legyen annyira kitéve. Az eredmény erősebb 3D nyomatok.

    Ha többet szeretne megtudni a 3D nyomatok galvanizálásáról, nézze meg az alábbi videót.

    Nézzen meg egy másik nagyszerű videót a galvanizálásról, egyszerű utasításokkal arról, hogyan lehet nagyszerű felületet kapni a modelleken.

    Hogyan lehet megerősíteni a kész 3D nyomtatásokat: Epoxi bevonat használata

    Amikor befejezte a modell nyomtatását, a nyomtatás után a modell megerősítéséhez megfelelően fel lehet használni egy epoxit. Az epoxi, más néven poliepoxid egy funkcionális keményítő, amelyet arra használnak, hogy a kész modelljét erősebbé tegye.

    Egy ecset segítségével óvatosan vigye fel az epoxi bevonatot a 3D nyomatokra úgy, hogy az epoxi ne csöpögjön le. Használjon kisebb ecseteket a résekhez és a nehezen elérhető sarkokhoz, hogy a külső felület minden része jól be legyen fedve.

    Egy nagyon népszerű 3D nyomtatási epoxi bevonat, amellyel rengeteg embernek volt sikere, az XTC-3D High Performance Print Coating az Amazonról.

    Mindenféle 3D nyomtatott anyaggal, például PLA, ABS, SLA nyomatokkal, valamint fával, papírral és egyéb anyagokkal is működik.

    Egy készlet ebből az epoxiból nagyon tartós, mert egyáltalán nem kell sokat használni a jó eredmény eléréséhez.

    Sokan mondják, hogy "egy kicsi sokáig elég". Miután az epoxi megszilárdul, extra szilárdságot és egy szép tiszta és fényes felületet kap, amely remekül néz ki.

    Ez egy egyszerű dolog, de ha többet szeretnél megtudni az epoxi bevonat 3D nyomtatásra történő alkalmazásáról, nézd meg a Matter Hackers videóját.

    Hogyan erősítsük meg a gyanta 3D nyomtatásokat

    A gyanta 3D nyomtatások megerősítéséhez növelje a modell falvastagságát, ha az üreges, körülbelül 3 mm-re. A tartósságot növelheti, ha körülbelül 25% rugalmas gyantát ad a gyanta üstjéhez, hogy legyen némi rugalmas szilárdsága. Ügyeljen arra, hogy ne keményítse túl a modellt, mert a gyanta törékennyé válhat.

    Roy Hill

    Roy Hill szenvedélyes 3D-nyomtatás-rajongó és technológiaguru, aki rengeteg tudással rendelkezik a 3D-nyomtatással kapcsolatos mindenről. A területen szerzett több mint 10 éves tapasztalatával Roy elsajátította a 3D tervezés és nyomtatás művészetét, és a legújabb 3D nyomtatási trendek és technológiák szakértőjévé vált.Roy a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetemen (UCLA) szerzett gépészmérnöki diplomát, és több neves vállalatnál dolgozott a 3D nyomtatás területén, köztük a MakerBot-nál és a Formlabsnál. Különböző vállalkozásokkal és magánszemélyekkel is együttműködött egyedi 3D nyomtatott termékek létrehozásában, amelyek forradalmasították iparágukat.A 3D-nyomtatás iránti szenvedélyén kívül Roy lelkes utazó és a szabadtéri tevékenységek rajongója. Szívesen tölt időt a természetben, túrázik, és családjával táboroz. Szabadidejében fiatal mérnököket is mentorál, és különféle platformokon osztja meg gazdag 3D nyomtatással kapcsolatos tudását, köztük népszerű blogján, a 3D Printerly 3D Printingen.