Uzņēmumi visā pasaulē pēdējā laikā ir pievērsušies 3D drukāšanai, lai ātri radītu tehniskas detaļas, vienlaikus ietaupot naudu. Taču 3D detaļu versiju izstrāde ir saistīta ar jaunu materiālu izmantošanu, kas var nebūt tik izturīgi. Tātad, vai 3D drukātās detaļas ir izturīgas?

3D drukātās detaļas ir ļoti izturīgas, jo īpaši, ja izmanto specializētus pavedienus, piemēram, PEEK vai polikarbonātu, ko izmanto ložu necaurlaidīgiem stikliem un pretapšaudes aizsarglīdzekļiem. Lai palielinātu izturību, var pielāgot aizpildījuma blīvumu, sieniņu biezumu un drukas orientāciju.

3D detaļu izturība ir atkarīga no daudz kā. Tāpēc mēs apskatīsim 3D drukāšanā izmantotos materiālus, to, cik izturīgi tie ir patiesībā, un to, ko varat darīt, lai palielinātu 3D drukāto detaļu izturību.

Vai 3D drukātās daļas ir vājākas un trauslākas?

Nē, 3D drukātās detaļas nav vājākas un trauslākas, ja vien 3D drukāšana nav veikta ar tādiem iestatījumiem, kas nenodrošina izturību. 3D drukas izveide ar zemu pildījuma līmeni, ar vājāku materiālu, ar plānu sieniņu biezumu un zemu drukāšanas temperatūru, visticamāk, radīs vāju un trauslu 3D druku.

Kā padarīt 3D drukātās detaļas izturīgākas?

Lielākā daļa 3D drukāšanas materiālu paši par sevi ir diezgan izturīgi, taču ir dažas lietas, ko var darīt, lai palielinātu to kopējo izturību. Tas galvenokārt ir saistīts ar sīkām detaļām projektēšanas procesā.

Svarīgākais būtu manipulēt ar pildījumu, sienu biezumu un sienu skaitu. Apskatīsim, kā katrs no šiem faktoriem var ietekmēt 3D drukātās konstrukcijas izturību.

Palielināt aizpildīšanas blīvumu

Aizpildījums ir tas, kas tiek izmantots, lai aizpildītu 3D drukātās detaļas sienas. Tas būtībā ir raksts sienas iekšpusē, kas palielina detaļas kopējo blīvumu. Bez aizpildījuma 3D detaļas sienas būtu pilnīgi tukšas un diezgan vājas pret ārējiem spēkiem.

Aizpildījums ir lielisks veids, kā palielināt 3D detaļas svaru, vienlaikus uzlabojot arī detaļas izturību.

Lai uzlabotu 3D drukātā izstrādājuma stiprību, var izmantot dažādus pildījumu modeļus, tostarp režģa vai šūnveida pildījumu. Taču stiprību nosaka tas, cik daudz pildījuma ir.

Parastām 3D detaļām līdz 25 %, visticamāk, ir vairāk nekā pietiekami. Detaļām, kas paredzētas svara un trieciena izturībai, vienmēr ir labāk izmantot vairāk nekā 100 %.

Sienu skaita palielināšana

Ja mājai ir tikai četras ārsienas un nav atbalsta siju vai iekšējo sienu, tad, ja mājai ir tikai četras ārsienas un nav atbalsta siju vai iekšējo sienu, gandrīz jebkas var likt mājai sabrukt vai pakustēties, ja tā ir pakļauta jebkuram smagumam.

Tāpat arī 3D drukātā izstrādājuma izturība būs tikai tur, kur ir sienas, kas atbalsta svaru un triecienu. Tieši tāpēc, palielinot sienu skaitu 3D drukātā izstrādājumā, var palielināt konstrukcijas izturību.

Šī ir īpaši noderīga stratēģija, ja runa ir par lielākām 3D drukātām detaļām ar lielāku virsmas laukumu.

Sienas biezuma palielināšana

No 3D drukātā izstrādājuma izmantoto sienu faktiskā biezuma būs atkarīgs, cik lielu triecienu un svaru detaļa var izturēt. Lielākoties biezākas sienas nozīmē, ka kopumā izstrādājums būs izturīgāks un izturīgāks.

Tomēr šķiet, ka ir punkts, kad ir grūti drukāt 3D drukātās detaļas, ja to sienas ir pārāk biezas.

Sienu biezuma regulēšanas labākā daļa ir tā, ka biezums var atšķirties atkarībā no detaļas laukuma. Tas nozīmē, ka ārpasaule, iespējams, neuzzinās, ka esat sabiezējis sienas, ja vien nesagriezīs jūsu izstrādājumu uz pusēm, lai to sadalītu.

Vispārīgi runājot, ļoti plānas sienas būs diezgan trauslas un nespēs izturēt jebkādu ārējo svaru, nesabrūkot.

Parasti vismaz 1,2 mm biezas sienas ir izturīgas un stipras lielākajai daļai materiālu, taču es ieteiktu palielināt to biezumu līdz 2 mm un vairāk, lai panāktu lielāku izturību.

Materiālu izturība, ko izmanto 3D detaļu veidošanai

3D drukātās detaļas var būt tikai tik stipras, cik stiprs ir materiāls, no kura tās izgatavotas. Ņemot to vērā, daži materiāli ir daudz stiprāki un izturīgāki par citiem. Tieši tāpēc 3D drukāto detaļu izturība ir ļoti atšķirīga.

Trīs no visbiežāk izmantotajiem materiāliem, no kuriem izgatavo 3D detaļas, ir PLA, ABS un PETG. Apspriedīsim, kas ir katrs no šiem materiāliem, kā tos var izmantot un cik spēcīgi tie patiesībā ir.

PLA (polimleikskābe)

PLA, kas pazīstams arī kā polimolskābe, ir, iespējams, vispopulārākais 3D drukāšanā izmantotais materiāls. Tas ir ne tikai diezgan rentabls, bet arī ļoti viegli izmantojams detaļu drukāšanai.

Tāpēc to bieži izmanto plastmasas konteineru, medicīnisko implantu un iepakojuma materiālu drukāšanai. Vairumā gadījumu PLA ir visstiprākais materiāls, ko izmanto 3D drukāšanā.

Lai gan PLA ir iespaidīga stiepes izturība - aptuveni 7250 psi, īpašos apstākļos materiāls mēdz būt nedaudz trausls. Tas nozīmē, ka ir mazliet lielāka iespēja, ka tas salūzīs vai saplaisās, ja to pakļauj spēcīgam triecienam.

Svarīgi ir arī atzīmēt, ka PLA ir salīdzinoši zems kušanas punkts. Augstās temperatūrās PLA izturība un izturība ievērojami samazinās.

ABS (akrilnitrila butadiēnstirols)

ABS, kas pazīstams arī kā akrilnitrilbutadiēnstirols, nav tik stiprs kā PLA, taču tas nebūt nenozīmē, ka tas ir vājš 3D drukas materiāls. Patiesībā šis materiāls daudz labāk spēj izturēt spēcīgus triecienus, bieži vien locīdamies un saliecoties, nevis pilnībā saplīstot.

Tas viss, pateicoties stiepes izturībai, kas ir aptuveni 4700 PSI. Ņemot vērā vieglo konstrukciju, taču iespaidīgo izturību, ABS ir viens no labākajiem 3D drukas materiāliem.

Tāpēc ABS tiek izmantots gandrīz jebkura veida izstrādājumu izgatavošanai pasaulē. Tas ir diezgan populārs materiāls, ja runa ir par bērnu rotaļlietu, piemēram, lego, datoru detaļu un pat cauruļvadu segmentu drukāšanu.

Neticami augstais ABS kušanas punkts ļauj tam izturēt gandrīz jebkuru karstumu.

PETG (polietilēntereftalāts, modificēts ar glikolu)

PETG, kas pazīstams arī kā polietilēntereftalāts, parasti izmanto sarežģītāku dizainu un objektu izstrādei, kad runa ir par 3D drukāšanu. Tas ir tāpēc, ka PETG parasti ir daudz blīvāks, izturīgāks un stingrāks nekā daži citi 3D drukāšanas materiāli.

Tieši šī iemesla dēļ PETG izmanto daudzu produktu, piemēram, pārtikas trauku un izkārtņu, izgatavošanai.

Kāpēc vispār izmantot 3D drukāšanu?

Ja 3D drukātās detaļas nebūtu izturīgas, tad tās netiktu izmantotas kā alternatīva ražošanas metode daudzām izejvielām un materiāliem.

Bet vai tie ir tikpat izturīgi kā tādi metāli kā tērauds un alumīnijs? Noteikti ne!

Tomēr tie ir diezgan noderīgi, ja runa ir par jaunu detaļu izstrādi, to drukāšanu par zemākām izmaksām un ilgstošu izmantošanu. Tie ir arī lieliski piemēroti nelielām detaļām, un, ņemot vērā to izmēru un biezumu, tiem kopumā ir pienācīga stiepes izturība.

Vēl labāk ir tas, ka ar šīm 3D drukātajām detaļām var manipulēt, lai palielinātu to izturību un vispārējo izturību.

Secinājums

3D drukātās detaļas noteikti ir pietiekami izturīgas, lai no tām varētu izgatavot parastus plastmasas priekšmetus, kas spēj izturēt lielu triecienu un pat karstumu. Lielākoties ABS mēdz būt daudz izturīgāks, lai gan tā stiepes izturība ir daudz mazāka nekā PLA.

Taču jāņem vērā arī tas, kas tiek darīts, lai šīs drukātās detaļas padarītu vēl izturīgākas. Palielinot pildījuma blīvumu, palielinot sienu skaitu un uzlabojot sienu biezumu, tiek palielināta 3D drukātā izstrādājuma izturība un izturība.