Įmonės visame pasaulyje pastaruoju metu ėmė naudotis 3D spausdinimu, kad greitai sukurtų technines dalis ir sutaupytų šiek tiek pinigų. Tačiau kuriant 3D dalių versijas reikia naudoti naujas medžiagas, kurios gali būti ne tokios patvarios. Taigi, ar 3D spausdinamos dalys yra tvirtos?

3D spausdinamos dalys yra labai tvirtos, ypač jei naudojamos specializuotos gijos, pavyzdžiui, PEEK arba polikarbonatas, kuris naudojamas neperšaunamam stiklui ir riaušių skydams gaminti. Siekiant padidinti tvirtumą, galima reguliuoti užpildo tankį, sienelių storį ir spausdinimo orientaciją.

3D detalės tvirtumas priklauso nuo daugelio veiksnių. Todėl apžvelgsime 3D spausdinimui naudojamas medžiagas, jų tvirtumą ir ką galite padaryti, kad padidintumėte savo 3D spausdinamų detalių tvirtumą.

Ar 3D spausdintuvu atspausdintos dalys yra silpnesnės ir trapesnės?

Ne, 3D spausdinamos dalys nėra silpnesnės ir trapios, nebent jas spausdinsite 3D spausdintuvu, kurio nustatymai nesuteikia tvirtumo. 3D spausdintuvą sukūrus su mažu užpildo kiekiu, naudojant silpnesnę medžiagą, esant plonoms sienelėms ir žemai spausdinimo temperatūrai, tikėtina, kad 3D spausdintuvas bus silpnas ir trapus.

Kaip 3D spausdintuvu atspausdintas dalis padaryti tvirtesnes?

Dauguma 3D spausdinimo medžiagų yra gana patvarios pačios savaime, tačiau yra dalykų, kuriuos galima padaryti, kad padidintumėte jų bendrą tvirtumą. Tai dažniausiai susiję su smulkiomis projektavimo proceso detalėmis.

Svarbiausia būtų manipuliuoti užpildu, sienelių storiu ir sienelių skaičiumi. Taigi apžvelkime, kaip kiekvienas iš šių veiksnių gali paveikti 3D spausdintuvu atspausdintos konstrukcijos tvirtumą.

Didinti užpildymo tankį

Užpildas yra tai, kas naudojama 3D spausdintos detalės sienelėms užpildyti. Tai iš esmės yra sienelės raštas, kuris padidina bendrą detalės tankį. Be jokio užpildo 3D detalės sienelės būtų visiškai tuščiavidurės ir gana silpnos išorinėms jėgoms.

Užpildas yra puikus būdas padidinti 3D detalės svorį, kartu padidinant detalės tvirtumą.

3D spausdinto gaminio tvirtumui padidinti galima naudoti daugybę skirtingų užpildų modelių, įskaitant tinklelio ar korio formos užpildą. Tačiau tvirtumą lemia tai, kiek užpildo yra.

Įprastoms 3D detalėms greičiausiai užteks iki 25 %, o detalėms, skirtoms išlaikyti svorį ir smūgį, visada geriau naudoti 100 %.

Sienų skaičiaus didinimas

Įsivaizduokite 3D spausdintuvo sienas kaip namo atramines sijas. Jei namas turi tik keturias išorines sienas ir neturi jokių atraminių sijų ar vidinių sienų, bet koks daiktas gali sukelti namo griūtį arba pasiduoti nuo bet kokio svorio.

Lygiai taip pat ir 3D spausdinto elemento tvirtumas bus tik ten, kur yra sienelių, atlaikančių svorį ir smūgį. Būtent todėl padidinus sienelių skaičių 3D spausdinto elemento viduje galima padidinti konstrukcijos tvirtumą.

Tai ypač naudinga strategija, kai reikia spausdinti didesnio paviršiaus ploto 3D spausdintines dalis.

Padidinti sienos storį

Faktinis 3D spausdintuve naudojamų sienelių storis lemia, kokį smūgį ir svorį gali atlaikyti detalė. Dažniausiai storesnės sienelės reiškia, kad detalė bus patvaresnė ir tvirtesnė.

Tačiau atrodo, kad yra taškas, nuo kurio sunku spausdinti 3D spausdintuvu atspausdintas dalis, kai sienelės yra per storos.

Geriausia, kad sienelių storis gali skirtis priklausomai nuo detalės ploto. Tai reiškia, kad išorinis pasaulis tikriausiai nesužinos, kad sieneles sustorinote, nebent perpjaus jūsų detalę per pusę, kad ją išpjautų.

Apskritai itin plonos sienos bus gana silpnos ir negalės išlaikyti jokio išorinio svorio nesugriūdamos.

Paprastai bent 1,2 mm storio sienos yra patvarios ir tvirtos daugumai medžiagų, tačiau rekomenduočiau naudoti daugiau nei 2 mm storio sieneles, kad jos būtų tvirtesnės.

Medžiagų, naudojamų 3D dalims kurti, stiprumas

3D spausdinamos dalys gali būti tik tiek tvirtos, kiek tvirta medžiaga, iš kurios jos pagamintos. Atsižvelgiant į tai, kai kurios medžiagos yra daug tvirtesnės ir patvaresnės už kitas. Būtent todėl 3D spausdinamų dalių tvirtumas labai skiriasi.

Trys dažniausiai 3D detalėms kurti naudojamos medžiagos yra PLA, ABS ir PETG. Taigi aptarsime, kas yra kiekviena iš šių medžiagų, kaip jas galima naudoti ir kokios stiprios jos iš tikrųjų yra.

PLA (poiliaktinė rūgštis)

PLA, dar vadinama polilaktino rūgštimi, yra bene populiariausia 3D spausdinimui naudojama medžiaga. Ji ne tik gana ekonomiška, bet ir labai paprasta naudoti detalėms spausdinti.

Todėl ji dažnai naudojama plastikiniams konteineriams, medicininiams implantams ir pakavimo medžiagoms spausdinti. Daugeliu atvejų PLA yra tvirčiausia 3D spausdinimui naudojama medžiaga.

Nors PLA pasižymi įspūdingu tempimo stipriu - apie 7250 psi, ypatingomis aplinkybėmis ši medžiaga būna šiek tiek trapi. Tai reiškia, kad yra šiek tiek didesnė tikimybė, kad ji sulūš arba suskils, kai patirs stiprų smūgį.

Taip pat svarbu pažymėti, kad PLA lydymosi temperatūra yra palyginti žema. Veikiamas aukštos temperatūros, PLA ilgaamžiškumas ir stiprumas labai susilpnėja.

ABS (akrilonitrilo butadieno stirenas)

ABS, dar žinomas kaip akrilonitrilo butadieno stirenas, nėra toks stiprus kaip PLA, tačiau tai visiškai nereiškia, kad tai silpna 3D spausdinimo medžiaga. Tiesą sakant, ši medžiaga daug geriau atlaiko stiprius smūgius, dažnai lankstosi ir lenkiasi, o ne visiškai sudūžta.

Visa tai dėl tempimo stiprio, kuris siekia apie 4700 PSI. Atsižvelgiant į lengvą konstrukciją, tačiau įspūdingą patvarumą, ABS yra viena geriausių 3D spausdinimo medžiagų.

Todėl ABS naudojamas beveik visiems pasaulio gaminiams gaminti. Tai gana populiari medžiaga spausdinant vaikiškus žaislus, pavyzdžiui, "Lego", kompiuterių dalis ir net vamzdynų segmentus.

Neįtikėtinai aukšta ABS lydymosi temperatūra taip pat leidžia jam atlaikyti beveik bet kokį karštį.

PETG (polietileno tereftalatas, modifikuotas glikoliu)

PETG, dar žinomas kaip polietileno tereftalatas, paprastai naudojamas sudėtingesniems 3D spausdinimo projektams ir objektams kurti. Taip yra todėl, kad PETG paprastai yra daug tankesnis, patvaresnis ir standesnis nei kai kurios kitos 3D spausdinimo medžiagos.

Būtent dėl šios priežasties PETG naudojamas gaminant daugybę produktų, pavyzdžiui, maisto talpyklas ir ženklus.

Kodėl apskritai verta naudoti 3D spausdinimą?

Jei 3D spausdintuvu atspausdintos detalės nebūtų tvirtos, jos nebūtų naudojamos kaip alternatyvus daugelio reikmenų ir medžiagų gamybos būdas.

Tačiau ar jie tokie pat stiprūs kaip tokie metalai kaip plienas ir aliuminis? Tikrai ne!

Tačiau jie gana naudingi, kai reikia kurti naujas detales, spausdinti jas mažesnėmis sąnaudomis ir ilgai naudoti. Be to, jie puikiai tinka mažoms detalėms ir, atsižvelgiant į jų dydį ir storį, paprastai pasižymi padoriu tempimo stipriu.

Dar geriau yra tai, kad šias 3D spausdintuvu atspausdintas detales galima apdoroti ir padidinti jų tvirtumą bei bendrą ilgaamžiškumą.

Išvada

3D spausdintuvu atspausdintos dalys tikrai yra pakankamai tvirtos, kad iš jų būtų galima gaminti įprastus plastikinius daiktus, galinčius atlaikyti didelį smūgį ir net karštį. ABS dažniausiai būna daug patvaresnis, nors jo tempimo stipris yra daug mažesnis nei PLA.

Tačiau taip pat reikia atsižvelgti į tai, kas daroma, kad šios atspausdintos detalės būtų dar tvirtesnės. Kai padidinamas užpildymo tankis, padidinamas sienelių skaičius ir sienelių storis, padidėja 3D spausdinto gaminio tvirtumas ir ilgaamžiškumas.