3D prints hebben veel functionele toepassingen die een behoorlijke hoeveelheid kracht vereisen om goed te presteren. Zelfs als u enkele esthetische 3D prints heeft, wilt u toch een bepaald niveau van sterkte zodat het goed stand houdt.

Ik besloot een artikel te schrijven over hoe u uw 3D-geprinte onderdelen sterker kunt maken, zodat u meer vertrouwen kunt hebben in de duurzaamheid van de voorwerpen die u maakt.

Lees verder voor een aantal goede tips om uw 3D prints te verbeteren en te versterken.

Waarom worden uw 3D prints zacht, zwak en broos?

De belangrijkste oorzaak van broze of zwakke 3D prints is de ophoping van vocht in het filament. Sommige 3D filamenten hebben de natuurlijke neiging om vocht uit de lucht te absorberen door overmatige blootstelling. Proberen om filament te verhitten tot een hoge temperatuur dat vocht heeft geabsorbeerd kan bellen en knallen veroorzaken, wat leidt tot zwakke extrusie.

Wat u in deze situatie wilt doen is uw filament drogen. Er zijn een paar manieren om filament effectief te drogen, de eerste methode is om uw filamentspoel in een oven op lage warmte te zetten.

U moet er eerst voor zorgen dat uw oventemperatuur correct is gekalibreerd met een thermometer, want oventemperaturen kunnen nogal onnauwkeurig zijn, vooral bij lagere temperaturen.

Een andere meer populaire methode is het gebruik van een gespecialiseerde filamentdroger zoals de SUNLU Filament Dryer van Amazon. De meeste mensen die dit gebruiken zijn zeer tevreden met hun resultaten, omdat ze filament kunnen redden waarvan ze dachten dat het niet meer werkte.

Er zijn echter een paar gemengde reacties geweest, waarbij mensen zeiden dat hij niet genoeg opwarmt, maar dit kunnen defecte toestellen zijn.

Een gebruiker die 3D-print met Nylon, dat berucht is voor het absorberen van vocht, gebruikte de SUNLU Filament Dryer en zei dat zijn prints er nu schoon en mooi uitkomen.

Ik raad u aan een extra isolatielaag te gebruiken, zoals een grote plastic zak of een kartonnen doos om de warmte binnen te houden.

Andere factoren die kunnen bijdragen tot een zachte, zwakke en broze afdruk zijn de invuldichtheid en de wanddikte. Ik neem u hieronder mee in de idee methoden om de sterkte van uw 3D afdrukken te verbeteren.

Hoe maak je 3D prints sterker? PLA, ABS, PETG en meer.

1. Gebruik sterkere materialen

In plaats van materialen te gebruiken waarvan bekend is dat ze in sommige gevallen zwak zijn, kunt u kiezen voor materialen die goed bestand zijn tegen sterke krachten of schokken.

Ik zou iets aanraden als Polycarbonaat met Koolstofvezelversterking van Amazon.

Dit filament krijgt veel aandacht in de 3D printing gemeenschap omdat het echte sterkte biedt bij 3D prints. Het heeft meer dan 600 beoordelingen en staat op het moment van schrijven op 4,4/5,0.

Het beste hieraan is hoe gemakkelijk het te printen is in vergelijking met ABS, een ander sterker materiaal dat mensen gebruiken.

Een ander veel gebruikt filament dat mensen gebruiken voor functionele 3D prints of voor sterkte in het algemeen is OVERTURE PETG 1.75mm Filament, waarvan bekend is dat het iets sterker is dan PLA, en nog steeds vrij gemakkelijk om mee te 3D printen.

2. Wanddikte verhogen

Een van de beste methodes om uw 3D prints te versterken is het verhogen van de wanddikte. De wanddikte is eenvoudigweg hoe dik de buitenwand van uw 3D print is, gemeten aan de hand van "Wall Line Count" en "Outer Line Width".

U wilt geen wanddikte van minder dan 1,2 mm. Ik zou een minimale wanddikte van 1,6 mm aanbevelen, maar voor meer stevigheid kunt u zeker hoger gaan.

Een grotere wanddikte heeft ook het voordeel dat de overhangen worden verbeterd en dat 3D-prints waterdichter worden.

3. De inbreidingsdichtheid verhogen

Het invulpatroon is de interne structuur van het object dat wordt afgedrukt. De hoeveelheid invulsel die je nodig hebt hangt vooral af van het object dat je maakt, maar over het algemeen wil je een invulsel van minstens 20% voor een goede sterkte.

Als je het onderste uit de kan wilt halen, kun je het verhogen tot meer dan 40%, maar een hogere inbreidingsdichtheid levert steeds minder op.

Hoe meer je het verhoogt, hoe minder sterkteverbetering je krijgt in je 3D geprinte onderdeel. Ik zou aanraden eerst je wanddikte te verhogen voordat je de invuldichtheid zo hoog opvoert.

Over het algemeen gaan gebruikers van 3D-printers niet verder dan 40%, tenzij ze echte functionaliteit nodig hebben en de print belastbaar is.

In veel gevallen werkt zelfs 10% opvulling met een kubusvormig opvulpatroon vrij goed voor de sterkte.

4. Gebruik een sterk invulpatroon

Het is een goed idee om een invulpatroon te gebruiken dat gebouwd is voor sterkte, om uw 3D prints te versterken. Als het gaat om sterkte, gebruiken mensen meestal Grid of het Cubic (honingraat) patroon.

Het Driehoekspatroon is ook echt goed voor de sterkte, maar je moet een goede dikte van de toplaag hebben om een gelijkmatig oppervlak te krijgen.

Infill patronen werken nauw samen met de infill dichtheid, waarbij sommige infill patronen bij 10% infill dichtheid veel sterker zullen zijn dan andere. Van Gyroid is bekend dat het goed presteert bij lage infill dichtheden, maar over het algemeen is het geen erg sterk infill patroon.

Gyroid is beter voor flexibel filament en voor wanneer u oplosbaar filament zoals HIPS zou kunnen gebruiken.

Terwijl u uw 3D-afdruk snijdt, kunt u controleren hoe dicht de vulling eigenlijk is door op het tabblad "Voorbeeld" te kijken.

5. De oriëntatie wijzigen (extrusierichting)

Door de prints gewoon horizontaal, diagonaal of verticaal op uw printbed te plaatsen, kan de sterkte van de prints veranderen door de richting waarin de 3D-prints worden gemaakt.

Sommige mensen hebben tests uitgevoerd op rechthoekige 3D prints die in verschillende richtingen zijn georiënteerd, en vonden significante veranderingen in de sterkte van het onderdeel.

Het heeft vooral te maken met de bouwrichting en hoe 3D prints worden opgebouwd uit afzonderlijke lagen die aan elkaar hechten. Als een 3D print breekt, komt dat meestal door een scheiding van de laaglijnen.

Wat u kunt doen is uitzoeken in welke richting uw 3D-geprint onderdeel het meeste gewicht en de meeste kracht zal hebben, en dan het onderdeel zo oriënteren dat de laaglijnen niet in diezelfde richting lopen, maar er tegenover.

Een eenvoudig voorbeeld is een plankbeugel, waarbij de kracht naar beneden wijst. 3D-Pros liet zien hoe ze een plankbeugel 3D-printten in twee richtingen. De ene mislukte jammerlijk, terwijl de andere sterk overeind bleef.

In plaats van de oriëntatie plat op de bouwplaat te hebben, moet u de plankbeugel op zijn kant 3D-printen, zodat de lagen dwars op het deel worden gebouwd in plaats van erlangs, waar kracht op staat en dat eerder zal breken.

Dit kan in het begin verwarrend zijn om te begrijpen, maar u kunt het beter begrijpen door het visueel te bekijken.

Bekijk de onderstaande video voor begeleiding bij het oriënteren van uw 3D prints.

6. Pas de stroomsnelheid aan

Uw debiet iets aanpassen is een andere manier om uw 3D prints te versterken. Als u ervoor kiest om dit aan te passen, wilt u echter vrij kleine veranderingen aanbrengen omdat u uiteindelijk onderextrusie en overextrusie kunt veroorzaken.

U kunt de flow aanpassen voor specifieke delen van uw 3D print, zoals de "Wall Flow" die de "Outer Wall Flow" & omvat; "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow", en meer.

Hoewel, in de meeste gevallen is het aanpassen van het debiet een tijdelijke oplossing voor een ander probleem, zodat u beter direct de lijnbreedte kunt vergroten in plaats van het debiet aan te passen.

7. Lijndikte

Cura, een populaire snijmachine, vermeldt dat het aanpassen van de lijndikte tot een veelvoud van de laaghoogte van uw afdruk uw 3D-geprinte objecten sterker kan maken.

Probeer de lijndikte niet te veel aan te passen, net als de doorloopsnelheid, want dat kan weer leiden tot over- en onderextrusie. Het is een goed idee om de afdruksnelheid aan te passen om indirect de doorloopsnelheid en lijndikte tot op zekere hoogte aan te passen.

8. Afdruksnelheid verlagen

Een lagere afdruksnelheid gebruiken, zoals hierboven vermeld, kan de sterkte van 3D-afdrukken verhogen omdat er meer materiaal achterblijft om eventuele gaten op te vullen die zouden ontstaan als de snelheid te hoog was.

Als u de lijndikte verhoogt, wilt u ook de afdruksnelheid verhogen om een meer constante afdruksnelheid te behouden. Dit kan ook de afdrukkwaliteit verbeteren, mits correct uitgebalanceerd.

Als u uw afdruksnelheid verlaagt, moet u wellicht uw afdruktemperatuur verlagen om rekening te houden met de langere tijd dat uw filament onder hitte staat.

9. Koeling verminderen

Te snel afkoelen kan leiden tot slechte laaghechting, omdat het verwarmde filament niet genoeg tijd heeft om zich goed te hechten aan de vorige laag.

Afhankelijk van het materiaal dat u 3D-print, kunt u proberen de snelheid van de koelventilator te verlagen, zodat uw onderdelen tijdens het printproces sterk aan elkaar kunnen hechten.

PLA werkt het best met een vrij sterke koelventilator, maar probeer dit in evenwicht te brengen met de printtemperatuur, de printsnelheid en het debiet.

10. Dikkere lagen gebruiken (Laaghoogte verhogen)

Het gebruik van dikkere lagen leidt tot een betere hechting tussen de lagen. Dikkere lagen vertonen meer openingen tussen de aangrenzende delen van de lagen. Uit proeven is gebleken dat grotere laaghoogten sterkere 3D-prints opleveren.

Een laaghoogte van 0,3 mm blijkt beter te presteren dan een laaghoogte van 0,1 mm in de categorie sterkte. Probeer een grotere laaghoogte te gebruiken als de afdrukkwaliteit niet essentieel is voor de specifieke 3D-afdruk. Het is ook gunstig omdat het de afdruktijd versnelt.

Bekijk onderstaande video voor meer details over sterktetests voor verschillende laaghoogten.

11. Vergroot de spuitmondgrootte

U kunt niet alleen de printtijd van uw 3D prints verkorten, maar ook de sterkte van uw onderdelen vergroten door een grotere spuitmonddiameter te gebruiken, zoals 0,6 mm of 0,8 mm.

De onderstaande video van ModBot laat zien hoeveel sneller hij kon printen, en hoeveel sterker hij werd door de grotere laaghoogte.

Dat heeft te maken met de hogere stroomsnelheid en de grotere laagbreedte, wat leidt tot een stijver onderdeel. Het verbetert ook hoe soepel het filament kan extruderen en zorgt voor een betere laaghechting.

Andere dingen om te proberen 3D prints te versterken

Annealing 3D Prints

Gloeien van 3D prints is een warmtebehandelingsproces waarbij 3D geprinte objecten onder een verhoogde temperatuur worden gebracht om de integriteit ervan te versterken. Bij sommige tests heeft men volgens de tests van Fargo 3D Printing een sterkteverhoging van 40% laten zien.

Je kunt Josef Prusa's video over gloeien bekijken, waarin hij 4 verschillende materialen test - PLA, ABS, PETG, ASA om te zien wat voor verschillen er ontstaan door gloeien.

Galvaniseren van 3D prints

Deze praktijk wordt steeds populairder omdat zij praktisch en betaalbaar is. Hierbij wordt het drukwerk ondergedompeld in een oplossing van water en metaalzout. Vervolgens wordt er elektrische stroom doorheen geleid, waardoor er zich metaalkatalysatoren, als een dunne coating, omheen vormen.

Het resultaat is duurzame en langdurige 3D prints. Het enige nadeel is dat veel lagen nodig kunnen zijn als u een sterkere print wilt. Enkele plating materialen zijn zink, chroom en nikkel. Deze drie hebben de meeste industriële toepassingen.

Wat dit doet is simpel, het model zo oriënteren dat het zwakste punt, de laaggrens, niet zo bloot komt te liggen. Het resultaat is sterkere 3D afdrukken.

Bekijk de onderstaande video voor meer informatie over het galvaniseren van 3D prints.

Bekijk nog een geweldige video over galvaniseren, met eenvoudige instructies over hoe je mooie afwerkingen op je modellen krijgt.

Hoe je afgewerkte 3D prints kunt versterken: gebruik van epoxy coating

Wanneer u klaar bent met het afdrukken van het model, kan een Epoxy correct worden aangebracht om het model na het afdrukken te versterken. Epoxy, ook bekend als polyepoxide is een functionele verharder, die wordt gebruikt om uw gelezen model sterker te maken.

Breng met behulp van een kwast de epoxy coating voorzichtig aan op de 3D prints, zodat de epoxy niet naar beneden druipt. Gebruik kleinere kwasten voor spleten en moeilijk bereikbare hoeken, zodat elk deel van de buitenkant goed bedekt is.

Een zeer populaire 3D printing epoxy coating waar veel mensen succes mee hebben gehad is de XTC-3D High Performance Print Coating van Amazon.

Het werkt met allerlei 3D geprinte materialen zoals PLA, ABS, SLA prints, maar ook met hout, papier en andere materialen.

Een kit van deze epoxy is zeer duurzaam omdat je helemaal niet veel hoeft te gebruiken om goede resultaten te krijgen.

Veel mensen zeggen "a little goes a long way". Nadat de epoxy is uitgehard, krijg je wat extra stevigheid en een mooi helder en glanzend oppervlak dat er geweldig uitziet.

Het is een eenvoudig ding om te doen, maar als je meer wilt weten over het aanbrengen van een epoxy coating op 3D prints, bekijk dan de video van Matter Hackers.

Hoe hars 3D prints versterken

Om hars 3D prints te versterken, moet u de wanddikte van het model als het uitgehold is verhogen tot ongeveer 3mm. U kunt de duurzaamheid verhogen door ongeveer 25% flexibele hars aan het harsvat toe te voegen, zodat het wat flexibele kracht heeft. Zorg ervoor dat u het model niet te lang uithardt, want dat kan hars broos maken.