Wydruki 3D mają wiele funkcjonalnych zastosowań, które mogą wymagać sporej ilości wytrzymałości, aby działać prawidłowo. Nawet jeśli masz jakieś estetyczne wydruki 3D, nadal będziesz chciał mieć pewien poziom wytrzymałości, aby mógł się dobrze trzymać.

Postanowiłem napisać artykuł szczegółowo opisujący, jak można sprawić, że drukowane w 3D części będą mocniejsze, co pozwoli mieć większą pewność co do trwałości wykonywanych obiektów.

Czytaj dalej, aby uzyskać kilka dobrych wskazówek, jak poprawić i wzmocnić swoje wydruki 3D.

Dlaczego Twoje wydruki 3D wychodzą miękkie, słabe & kruche?

Główną przyczyną kruchych lub słabych wydruków 3D jest nagromadzenie wilgoci w filamencie. Niektóre filamenty 3D mają naturalną tendencję do wchłaniania wilgoci z powietrza z powodu nadmiernej ekspozycji. Próba podgrzania filamentu do wysokiej temperatury, który wchłonął wilgoć, może powodować powstawanie pęcherzyków powietrza i popping, co prowadzi do słabej ekstruzji.

Co chcesz zrobić w tej sytuacji jest suszenie filamentu. Istnieje kilka sposobów na skuteczne suszenie filamentu, pierwszą metodą jest umieszczenie szpuli filamentu w piekarniku w niskiej temperaturze.

Najpierw trzeba się upewnić, że temperatura w piekarniku jest prawidłowo skalibrowana za pomocą termometru, ponieważ temperatury w piekarniku mogą być dość niedokładne, zwłaszcza w niższych temperaturach.

Inną bardziej popularną metodą jest użycie specjalistycznej suszarki do żarników, takiej jak SUNLU Filament Dryer z Amazon. Większość osób, które tego używają, jest bardzo zadowolona ze swoich wyników, będąc w stanie uratować żarniki, o których myśleli, że nie są już efektywne.

Było kilka mieszanych opinii choć z ludźmi mówiącymi, że nie nagrzewa się wystarczająco, choć mogą to być wadliwe jednostki.

Jeden z użytkowników drukujących 3D z Nylonu, który notorycznie pochłania wilgoć, użył SUNLU Filament Dryer i powiedział, że jego wydruki wychodzą teraz czyste i piękne.

Zalecałbym użycie dodatkowej warstwy izolacji, takiej jak duża plastikowa torba lub karton, aby zatrzymać ciepło w.

Innymi czynnikami, które mogą przyczynić się do powstania miękkiego, słabego i kruchego wydruku jest gęstość wypełnienia i grubość ścianek. Poniżej przedstawię Ci metody na poprawę wytrzymałości Twoich wydruków 3D.

Jak wzmocnić & uczynić wydruki 3D mocniejszymi? PLA, ABS, PETG & More

1. używaj mocniejszych materiałów

Zamiast używać materiałów, które są znane jako słabe w niektórych przypadkach, można wybrać materiały, które mogą dobrze trzymać się z silnymi siłami lub uderzeniami.

Poleciłbym wybrać coś takiego jak Poliwęglan ze wzmocnieniem z włókna węglowego z Amazon.

Filament ten zyskuje coraz większą popularność w środowisku drukarzy 3D, ponieważ zapewnia prawdziwą wytrzymałość wydruków 3D. W chwili pisania tego tekstu ma on ponad 600 ocen i jest obecnie na poziomie 4.4/5.0.

Najlepszą rzeczą jest to, jak łatwo jest drukować w porównaniu z ABS, który jest innym mocniejszym materiałem, z którego ludzie korzystają.

Innym szeroko stosowanym filamentem, który ludzie wykorzystują do funkcjonalnych wydruków 3D lub ogólnie do uzyskania wytrzymałości jest OVERTURE PETG 1.75mm Filament, znany z tego, że jest nieco mocniejszy niż PLA, a przy tym wciąż dość łatwy w druku 3D.

2) Zwiększenie grubości ściany

Jedną z najlepszych metod wzmocnienia i usztywnienia Twoich wydruków 3D jest zwiększenie grubości ścian. Grubość ścian to po prostu grubość zewnętrznej ściany Twojego wydruku 3D, mierzona przez "Liczbę linii ścian" i "Szerokość linii zewnętrznej".

Nie chcesz mieć grubości ścianki mniejszej niż 1,2 mm. Zalecałbym posiadanie minimalnej grubości ścianki 1,6 mm, ale dla większej wytrzymałości zdecydowanie możesz pójść wyżej.

Zwiększenie grubości ścianek ma również korzyści w postaci poprawy zwisów, jak również sprawia, że wydruki 3D są bardziej szczelne.

3) Zwiększenie gęstości zabudowy

Wzór wypełnienia to wewnętrzna struktura drukowanego obiektu. Ilość potrzebnego wypełnienia zależy głównie od tworzonego obiektu, ale ogólnie rzecz biorąc, chcesz mieć wypełnienie co najmniej 20% dla dobrej wytrzymałości.

Jeśli chcesz pójść o krok dalej, możesz podnieść ją do 40%+, ale istnieją malejące zwroty z zwiększania gęstości wypełnienia.

Im bardziej ją zwiększysz, tym mniejszą poprawę wytrzymałości uzyskasz w swojej drukowanej w 3D części. Zalecałbym najpierw zwiększenie grubości ścianki, zanim zwiększysz gęstość wypełnienia tak wysoko.

Generalnie użytkownicy drukarek 3D nie przekraczają 40%, chyba że potrzebują jakiejś realnej funkcjonalności i wydruk będzie nośny.

W wielu przypadkach nawet 10% infill z wzorem Cubic działa całkiem dobrze dla wytrzymałości.

4) Zastosuj silny wzór wypełnienia

Używanie wzoru wypełnienia zbudowanego pod kątem wytrzymałości jest dobrym pomysłem na wzmocnienie wydruków 3D. Jeśli chodzi o wytrzymałość, ludzie mają tendencję do używania siatki lub wzoru Cubic (Plaster miodu).

Wzór trójkąta jest naprawdę dobry również pod względem wytrzymałości, ale będziesz musiał mieć dobrą grubość warstwy wierzchniej, aby uzyskać równą powierzchnię.

Wzory wypełnień ściśle współpracują z gęstością wypełnienia, gdzie niektóre wzory wypełnień przy 10% gęstości wypełnienia będą znacznie silniejsze od innych. Gyroid jest znany z tego, że dobrze sobie radzi przy niskiej gęstości wypełnienia, ale ogólnie nie jest to bardzo silny wzór wypełnienia.

Gyroid jest lepszy dla elastycznego filamentu i dla tych, którzy mogą używać rozpuszczalnego filamentu jak HIPS.

Podczas krojenia wydruku 3D, możesz sprawdzić jak gęste jest w rzeczywistości wypełnienie, sprawdzając zakładkę "Podgląd".

5. zmiana orientacji (kierunek wyciskania)

Samo umieszczenie wydruków poziomo, ukośnie lub pionowo na łożu druku może zmienić wytrzymałość wydruków ze względu na kierunek, w którym powstają wydruki 3D.

Niektórzy ludzie przeprowadzili testy na prostokątnych wydrukach 3D, które są zorientowane w różnych kierunkach i znaleźli znaczące zmiany w wytrzymałości części.

Ma to głównie związek z kierunkiem budowania i tym, że wydruki 3D są budowane przez oddzielne warstwy, które łączą się ze sobą. Kiedy wydruk 3D pęka, zazwyczaj jest to spowodowane rozdzieleniem linii warstw.

Co można zrobić, to dowiedzieć się, w którym kierunku część drukowana w 3D będzie miała największy ciężar i siłę, a następnie zorientować część, aby nie mieć linii warstw w tym samym kierunku, ale przeciwnie.

Prostym przykładem może być wspornik półki, gdzie siła będzie skierowana w dół. 3D-Pros pokazał jak wydrukowali w 3D wspornik półki w dwóch orientacjach. Jedna zawiodła, podczas gdy druga stała mocno.

Zamiast mieć orientację płasko na płycie konstrukcyjnej, powinieneś drukować 3D wspornik półki na jej boku, więc jego warstwy są budowane w poprzek, a nie wzdłuż części, która ma na sobie siłę i jest bardziej prawdopodobna do złamania.

To może być mylące, aby zrozumieć na początku, ale możesz uzyskać lepsze zrozumienie, widząc to wizualnie.

Sprawdź poniższy film, aby uzyskać wskazówki dotyczące orientacji wydruków 3D.

6. wyregulować natężenie przepływu

Kolejnym sposobem na wzmocnienie wydruków 3D jest delikatna regulacja przepływu. Jeśli jednak zdecydujesz się na taką regulację, to chcesz dokonać dość małych zmian, ponieważ możesz w końcu spowodować niedostateczną lub nadmierną ekstruzję.

Możesz dostosować przepływ dla konkretnych części swojego wydruku 3D, takich jak "Wall Flow", który obejmuje "Outer Wall Flow" & "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow", i więcej.

Jednak w większości przypadków dostosowanie przepływu jest tymczasowym rozwiązaniem innego problemu, więc lepiej byłoby bezpośrednio zwiększyć szerokość linii niż dostosowywać przepływy.

7. szerokość linii

Cura, która jest popularnym slicerem wspomina, że dostosowanie szerokości linii do równej wielokrotności wysokości warstwy wydruku może faktycznie sprawić, że drukowane obiekty 3D będą mocniejsze.

Staraj się nie regulować zbytnio szerokości linii, podobnie jak w przypadku Flow Rate, ponieważ może to prowadzić do nadmiernego lub niedostatecznego wytłaczania. Dobrym pomysłem jest dostosowanie prędkości druku, aby pośrednio regulować przepływ i szerokość linii w pewnym stopniu.

Zmniejszanie prędkości drukowania

Używanie niższej prędkości druku, jak wspomniano powyżej, może zwiększyć wytrzymałość wydruków 3D, ponieważ może pozostawić więcej materiału za sobą, aby wypełnić wszelkie luki, które wystąpiłyby, gdyby prędkość była zbyt wysoka.

Jeśli zwiększysz szerokość linii, chcesz również zwiększyć prędkość drukowania, aby utrzymać bardziej stałą prędkość przepływu. Może to również poprawić jakość druku, jeśli jest prawidłowo zrównoważone.

Jeśli zmniejszysz prędkość drukowania, być może będziesz musiał zmniejszyć temperaturę drukowania, aby uwzględnić dłuższy czas, w którym filament będzie pod wpływem ciepła.

9. zmniejszenie chłodzenia

Zbyt szybkie chłodzenie części może prowadzić do złego przylegania warstw, ponieważ rozgrzany filament nie ma wystarczająco dużo czasu, aby prawidłowo połączyć się z poprzednią warstwą.

W zależności od tego, z jakiego materiału drukujesz 3D, możesz spróbować zmniejszyć prędkość wentylatora chłodzącego, aby Twoje części mogły się mocno związać podczas procesu drukowania.

PLA działa najlepiej z dość mocnym wentylatorem chłodzącym, ale można spróbować zrównoważyć to temperaturą druku, prędkością druku i przepływem.

10. używaj grubszych warstw (zwiększ wysokość warstwy)

Zastosowanie grubszych warstw prowadzi do lepszej adhezji między warstwami. Grubsze warstwy będą miały więcej szczelin między sąsiadującymi częściami warstw. Testy wykazały, że większe wysokości warstw dają mocniejsze wydruki 3D.

Wykazano, że wysokość warstwy 0,3 mm przewyższa wysokość warstwy 0,1 mm w kategorii wytrzymałości. Spróbuj użyć większej wysokości warstwy, jeśli jakość druku nie jest kluczowa dla konkretnego druku 3D. Jest to również korzystne, ponieważ przyspiesza czas drukowania.

Sprawdź film poniżej, aby uzyskać więcej szczegółów na temat testowania wytrzymałości dla różnych wysokości warstw.

11. zwiększenie rozmiaru dyszy

Możesz nie tylko zmniejszyć czas drukowania swoich wydruków 3D, ale także zwiększyć wytrzymałość swoich części poprzez zastosowanie większej średnicy dyszy, jak 0,6 mm lub 0,8 mm.

Na poniższym filmie ModBot pokazuje, o ile szybciej mógł drukować, a także jaką wytrzymałość uzyskał dzięki zwiększeniu wysokości warstw.

Jest to związane ze zwiększonym przepływem i zwiększoną szerokością warstwy, co prowadzi do uzyskania bardziej sztywnej części. Poprawia to również płynność wytłaczania filamentu i tworzy lepszą przyczepność warstw.

Inne rzeczy, których warto spróbować, aby wzmocnić wydruki 3D

Wyżarzanie wydruków 3D

Wyżarzanie wydruków 3D to proces obróbki cieplnej polegający na poddawaniu obiektów drukowanych w 3D działaniu podwyższonej temperatury w celu wzmocnienia ich integralności. Przy niektórych testach ludzie wykazali wzrost wytrzymałości o 40% według testów Fargo 3D Printing.

Możesz sprawdzić film Josefa Prusa na temat wyżarzania, gdzie testuje 4 różne materiały - PLA, ABS, PETG, ASA, aby zobaczyć, jakie różnice pojawiają się w wyniku wyżarzania.

Galwanizacja wydruków 3D

Praktyka ta staje się coraz bardziej popularna, ponieważ jest praktyczna i niedroga. Polega ona na zanurzeniu części drukarskiej w roztworze wody i soli metali. Następnie przepuszcza się przez nią prąd elektryczny, co powoduje, że wokół niej tworzą się kationy metalu, jak cienka powłoka.

Jedynym minusem jest to, że jeśli chcesz uzyskać mocniejszy wydruk, może być wymagane nałożenie wielu warstw. Niektóre materiały galwaniczne to cynk, chrom i nikiel. Te trzy mają najwięcej zastosowań przemysłowych.

Co to robi jest proste, zorientować model tak, że najsłabszy punkt, czyli granica warstwy nie jest tak eksponowana. Efektem są mocniejsze wydruki 3D.

Aby dowiedzieć się więcej na temat galwanizacji wydruków 3D, sprawdź poniższy film.

Zobaczcie kolejny świetny film o galwanizacji, z prostymi instrukcjami jak uzyskać wspaniałe wykończenia na swoich modelach.

Jak wzmocnić gotowe wydruki 3D: użycie powłoki epoksydowej

Kiedy skończysz drukować model, można prawidłowo zastosować Epoxy, aby wzmocnić model po wydrukowaniu. Epoxy, znany również jako polipoksyd, jest funkcjonalnym utwardzaczem, używanym do uczynienia twojego gotowego modelu mocniejszym.

Za pomocą pędzla delikatnie nakładaj powłokę epoksydową na wydruki 3D w taki sposób, aby epoksyd nie ściekał. Używaj mniejszych pędzli do szczelin i trudno dostępnych zakamarków, aby każda część zewnętrzna była dobrze pokryta.

Bardzo popularną powłoką epoksydową do druku 3D, z którą mnóstwo osób odniosło sukces jest XTC-3D High Performance Print Coating z Amazon.

Współpracuje z wszelkiego rodzaju materiałami drukowanymi w 3D jak PLA, ABS, wydruki SLA, a także nawet drewno, papier i inne materiały.

Zestaw tego epoksydu jest bardzo długotrwały, ponieważ nie trzeba wcale używać dużo, aby uzyskać dobre rezultaty.

Po utwardzeniu epoksydu uzyskuje się dodatkową wytrzymałość i piękną, czystą i błyszczącą powierzchnię, która wygląda wspaniale.

To prosta rzecz do zrobienia, ale jeśli chciałbyś dowiedzieć się więcej o nakładaniu powłoki epoksydowej na wydruki 3D, sprawdź film autorstwa Matter Hackers.

Jak wzmocnić wydruki 3D z żywicy

Aby wzmocnić wydruki 3D z żywicy, zwiększ grubość ścianki modelu, jeśli jest on wydrążony, do około 3 mm. Możesz zwiększyć trwałość dodając około 25% elastycznej żywicy do kadzi z żywicą, aby miała ona pewną elastyczność. Upewnij się, że nie utwardzasz zbytnio modelu, co może spowodować, że żywica stanie się krucha.