Bedrifter over hele verden har nylig vendt seg til 3D-utskrift for å lage tekniske deler raskt samtidig som de sparer penger i prosessen. Men å utvikle 3D-versjoner av stykker innebærer å bruke nye materialer som kanskje ikke er like holdbare. Så, er 3D-printede deler sterke?

3D-printede deler er veldig sterke, spesielt når du bruker spesialiserte filamenter som PEEK eller polykarbonat, som brukes til skuddsikkert glass og opprørsskjold. Fylltetthet, veggtykkelse og utskriftsorientering kan justeres for å øke styrken.

Det er mye som spiller inn på styrken til en 3D-del. Så vi skal gjennomgå materialene som brukes under 3D-utskrift, hvor sterke de egentlig er, og hva du kan gjøre for å øke styrken til 3D-utskrevne deler.

Er 3D-trykte deler svakere & Skjøre?

Nei, 3D-printede deler er ikke svakere og skjøre med mindre du 3D-printer dem med innstillinger som ikke gir styrke. Å lage en 3D-utskrift med et lavt fyllnivå, med et svakere materiale, med en tynn veggtykkelse og lav utskriftstemperatur vil sannsynligvis føre til en 3D-utskrift som er svak og skjør.

Hvordan gjør du Gjøre 3D-printede deler sterkere?

De fleste 3D-utskriftsmaterialer er ganske holdbare alene, men det er noen ting som kan gjøres for å øke den totale styrken. Dette kommer for det meste ned til de mindre detaljene i designprosessen.

Det viktigstemå manipulere fyllingen, veggtykkelsen og antall vegger. Så la oss ta en titt på hvordan hver av disse faktorene kan påvirke styrken til en 3D-trykt struktur.

Øk utfyllingstetthet

Infill er det som brukes til å fylle ut veggene til en 3D-utskrevet del. Dette er i hovedsak mønsteret i veggen som legger til tettheten til stykket generelt. Uten noe utfylling ville veggene til en 3D-del være helt hule og ganske svake for ytre krefter.

Infill er en fin måte å øke vekten på en 3D-del, og forbedrer også styrken til delen ved samme tid.

Det er mange forskjellige utfyllingsmønstre som kan brukes til å forbedre styrken til et 3D-trykt stykke, inkludert et rutenettutfylling eller et honeycomb-utfylling. Men hvor mye fylling det er vil avgjøre styrken.

For vanlige 3D-deler er opptil 25 % sannsynligvis mer enn nok. For deler designet for å støtte vekt og støt, er nærmere 100 % alltid bedre.

Øk antall vegger

Tenk på veggene til en 3D-printet del som støttebjelkene i et hus. Hvis et hus bare har fire yttervegger og ingen støttebjelker eller innervegger, kan omtrent hva som helst få huset til å kollapse eller gi under en hvilken som helst mengde vekt.

På samme måte kan styrken til en 3D-printet stykket vil bare eksistere der det er vegger for å støtte vekt og støt. Det er nettopp derforå øke antall vegger inne i et 3D-trykt stykke kan øke styrken til strukturen.

Dette er en spesielt nyttig strategi når det gjelder større 3D-printede deler med større overflate.

Øk veggtykkelsen

Den faktiske tykkelsen på veggene som brukes i et 3D-trykt stykke vil avgjøre hvor mye slag og vekt en del tåler. For det meste vil tykkere vegger bety et mer holdbart og solid stykke generelt.

Men det ser ut til å være et punkt der det er vanskelig å skrive ut 3D-printede deler når veggene er for tykke.

Det beste med å justere veggtykkelsen er at tykkelsen kan variere basert på arealet på delen. Det betyr at omverdenen sannsynligvis ikke vil vite at du har fortykket veggene med mindre de kutter stykket ditt i to for å dissekere det.

Generelt sett vil ekstremt tynne vegger være ganske spinkle og vil ikke kunne klare det. for å støtte enhver utvendig vekt uten å kollapse.

Vanligvis er vegger som er minst 1,2 mm tykke holdbare og sterke for de fleste materialer, men jeg vil anbefale å gå opp til 2 mm+ for et høyere styrkenivå.

Styrken til materialer som brukes til å lage 3D-deler

3D-trykte deler kan bare være like sterke som materialet de er laget av. Med det sagt er noen materialer mye sterkere og mer holdbare enn andre. Det er nettopp derfor styrken til 3D-printede deler varierer så

Tre av de mer vanlige materialene som brukes til å lage 3D-deler inkluderer PLA, ABS og PETG. Så la oss diskutere hva hvert av disse materialene er, hvordan de kan brukes, og hvor sterke de egentlig er.

PLA (Polylactic Acid)

PLA, også kjent som Polylactic Acid, er kanskje det mest populære materialet som brukes i 3D-utskrift. Ikke bare er det ganske kostnadseffektivt, men det er også veldig enkelt å bruke til å skrive ut deler.

Det er derfor det ofte brukes til å skrive ut plastbeholdere, medisinske implantater og emballasjematerialer. I de fleste tilfeller er PLA det sterkeste materialet som brukes i 3D-utskrift.

Selv om PLA har en imponerende strekkstyrke på ca. 7250 psi, har materialet en tendens til å være litt sprøtt under spesielle omstendigheter. Det betyr at det er litt mer sannsynlig at det går i stykker eller knuses når det blir utsatt for kraftige støt.

Det er også viktig å merke seg at PLA har et relativt lavt smeltepunkt. Når de utsettes for høye temperaturer, vil holdbarheten og styrken til PLA svekkes kraftig.

ABS (Acrylonitril Butadiene Styrene)

ABS, også kjent som Acrylonitril Butadiene Styrene, er ikke fullt så sterk som PLA, men det betyr slett ikke at det er et svakt 3D-utskriftsmateriale. Faktisk er dette materialet mye mer i stand til å motstå kraftige støt, ofte bøyes og bøye seg i stedet for å knuses fullstendig.

Det er alt takket være strekkstyrken på ca. 4700PSI. Gitt den lette konstruksjonen, men likevel imponerende holdbarhet, er ABS et av de beste 3D-utskriftsmaterialene som finnes.

Det er derfor ABS brukes til å lage omtrent alle typer produkter i verden. Det er et ganske populært materiale når det kommer til utskrift av barneleker som lego, datamaskindeler og til og med rørsegmenter.

Det utrolig høye smeltepunktet til ABS gjør det også i stand til å tåle omtrent alle mengder varme.

PETG (polyetylentereftalatglykolmodifisert)

PETG, også kjent som polyetylentereftalat, brukes vanligvis til å utvikle mer komplekse design og objekter når det kommer til 3D-utskrift. Det er fordi PETG har en tendens til å være mye tettere, mer holdbart og mer stivt enn noen av de andre 3D-utskriftsmaterialene.

Akkurat av den grunn brukes PETG til å lage mange produkter som matbeholdere og skilting.

Hvorfor bruke 3D-utskrift i det hele tatt?

Hvis 3D-printede deler ikke var sterke i det hele tatt, ville de ikke blitt brukt som en alternativ produksjonsmetode for mange rekvisita og materialer.

Men er de like sterke som metaller som stål og aluminium? Definitivt ikke!

Men de er ganske nyttige når det kommer til å designe nye deler, trykke dem til en lavere pris og få en god mengde varig bruk ut av dem. De er også gode for små deler og har en generelt anstendig strekkstyrke gitt størrelsen og tykkelsen.

Hva erenda bedre er at disse 3D-printede delene kan manipuleres for å øke deres styrke og generelle holdbarhet.

Konklusjon

3D-printede deler er definitivt sterke nok til å brukes til å lage vanlige plastgjenstander som tåler store mengder støt og jevn varme. For det meste har ABS en tendens til å være mye mer holdbar, selv om den har en mye lavere strekkstyrke enn PLA.

Men du må også ta i betraktning hva som gjøres for å gjøre disse trykte delene enda sterkere . Når du øker fyllingstettheten, øker antallet vegger og forbedrer veggtykkelsen, øker du styrken og holdbarheten til et 3D-trykt stykke.