Companiile din întreaga lume au apelat recent la imprimarea 3D pentru a crea rapid piese tehnice, economisind în același timp ceva bani în acest proces. Dar, dezvoltarea unor versiuni 3D ale pieselor implică utilizarea de noi materiale care ar putea să nu fie la fel de durabile. Așadar, sunt piesele imprimate 3D rezistente?

Piesele imprimate 3D sunt foarte rezistente, în special atunci când se utilizează filamente specializate, cum ar fi PEEK sau policarbonat, care este utilizat pentru sticlă antiglonț și scuturi antirevoltă. Densitatea umpluturii, grosimea peretelui și orientarea imprimării pot fi ajustate pentru a crește rezistența.

Așadar, vom trece în revistă materialele utilizate în timpul imprimării 3D, cât de rezistente sunt acestea și ce puteți face pentru a crește rezistența pieselor imprimate 3D.

Piesele imprimate 3D sunt mai slabe & Fragile?

Nu, piesele imprimate 3D nu sunt mai slabe și fragile decât dacă le imprimați 3D cu setări care nu oferă rezistență. Crearea unei imprimări 3D cu un nivel scăzut de umplutură, cu un material mai slab, cu o grosime de perete subțire și o temperatură de imprimare scăzută este posibil să conducă la o imprimare 3D slabă și fragilă.

Cum faceți ca piesele imprimate 3D să fie mai rezistente?

Cele mai multe materiale de imprimare 3D sunt destul de durabile în sine, dar există unele lucruri care pot fi făcute pentru a le crește rezistența generală. Acest lucru se reduce în principal la detalii minore în procesul de proiectare.

Cel mai important ar trebui să fie manipularea umpluturii, a grosimii pereților și a numărului de pereți. Așadar, să analizăm modul în care fiecare dintre acești factori poate influența rezistența unei structuri imprimate 3D.

Creșterea densității de umplere

Umplutura este ceea ce se utilizează pentru a umple pereții unei piese imprimate 3D. Acesta este, în esență, modelul din interiorul peretelui care adaugă densitate piesei în ansamblu. Fără nicio umplutură, pereții unei piese 3D ar fi complet goi și mai degrabă slabi la forțele exterioare.

Umplutura este o modalitate foarte bună de a crește greutatea unei piese 3D, îmbunătățind în același timp și rezistența piesei.

Există o mulțime de modele diferite de umplutură care pot fi folosite pentru a îmbunătăți rezistența unei piese imprimate 3D, inclusiv o umplutură de grilă sau o umplutură în formă de fagure de miere. Însă, doar cantitatea de umplutură va determina rezistența.

Pentru piesele 3D obișnuite, până la 25% este mai mult decât suficient. Pentru piesele concepute pentru a susține greutatea și impactul, este întotdeauna mai bine să se apropie de 100%.

Creșterea numărului de pereți

Gândiți-vă la pereții unei piese tipărite 3D ca la grinzile de susținere ale unei case. Dacă o casă are doar patru pereți exteriori și nu are grinzi de susținere sau pereți interiori, aproape orice poate face ca casa să se prăbușească sau să cedeze sub orice greutate.

În același mod, rezistența unei piese tipărite 3D va exista doar acolo unde există pereți care să susțină greutatea și impactul. Tocmai de aceea, creșterea numărului de pereți din interiorul unei piese tipărite 3D poate crește rezistența structurii.

Aceasta este o strategie deosebit de utilă atunci când este vorba de piese imprimate 3D mai mari, cu o suprafață mai mare.

Creșterea grosimii peretelui

Grosimea reală a pereților utilizați într-o piesă imprimată 3D va determina cât de mult impact și greutate poate rezista o piesă. În cea mai mare parte, pereții mai groși vor însemna o piesă mai durabilă și mai robustă în general.

Dar, se pare că există un punct în care este dificil de imprimat piesele tipărite 3D atunci când pereții sunt prea groși.

Cea mai bună parte a ajustării grosimii pereților este că grosimea poate varia în funcție de suprafața piesei, ceea ce înseamnă că lumea exterioară probabil nu va ști că ați îngroșat pereții decât dacă vă taie piesa în două pentru a o diseca.

În general, pereții extrem de subțiri vor fi destul de subțiri și nu vor putea suporta nicio greutate exterioară fără să se prăbușească.

În general, pereții care au o grosime de cel puțin 1,2 mm sunt durabili și puternici pentru majoritatea materialelor, dar aș recomanda să se ajungă la peste 2 mm pentru un nivel mai ridicat de rezistență.

Rezistența materialelor utilizate pentru a crea piese 3D

Piesele imprimate 3D pot fi la fel de rezistente ca și materialul din care sunt fabricate. Acestea fiind spuse, unele materiale sunt mult mai rezistente și mai durabile decât altele. Tocmai de aceea, rezistența pieselor imprimate 3D variază atât de mult.

Trei dintre cele mai comune materiale utilizate pentru a crea piese 3D includ PLA, ABS și PETG. Așadar, să discutăm ce este fiecare dintre aceste materiale, cum pot fi utilizate și cât de puternice sunt cu adevărat.

PLA (acid polilactic)

PLA, cunoscut și sub numele de acid polilactic, este probabil cel mai popular material utilizat în imprimarea 3D. Nu numai că este destul de rentabil, dar este și foarte ușor de utilizat pentru a imprima piese.

De aceea, este adesea utilizat pentru a imprima recipiente din plastic, implanturi medicale și materiale de ambalare. În majoritatea circumstanțelor, PLA este cel mai rezistent material utilizat în imprimarea 3D.

Chiar dacă PLA are o rezistență impresionantă la tracțiune de aproximativ 7.250 psi, materialul tinde să fie puțin mai fragil în circumstanțe speciale, ceea ce înseamnă că este puțin mai probabil să se rupă sau să se spargă atunci când este supus unui impact puternic.

De asemenea, este important să rețineți că PLA are un punct de topire relativ scăzut. Atunci când este expus la temperaturi ridicate, durabilitatea și rezistența PLA vor slăbi grav.

ABS (acrilonitril butadienă stiren)

ABS, cunoscut și sub numele de acrilonitril butadienă stiren, nu este la fel de puternic ca PLA, dar asta nu înseamnă deloc că este un material slab pentru imprimarea 3D. De fapt, acest material este mult mai capabil să reziste la impacturi puternice, adesea flexându-se și îndoindu-se în loc să se spargă complet.

Toate acestea se datorează rezistenței la tracțiune de aproximativ 4.700 PSI. Având în vedere construcția ușoară, dar durabilitatea impresionantă, ABS este unul dintre cele mai bune materiale de imprimare 3D existente.

De aceea, ABS este folosit pentru a fabrica aproape orice tip de produs din lume. Este un material destul de popular atunci când vine vorba de imprimarea jucăriilor pentru copii, cum ar fi Lego, a pieselor de calculator și chiar a segmentelor de țevi.

Punctul de topire incredibil de ridicat al ABS-ului îl face, de asemenea, capabil să reziste la aproape orice cantitate de căldură.

PETG (polietilen tereftalat modificat cu glicol)

PETG, cunoscut și sub numele de polietilen tereftalat, este utilizat de obicei pentru a dezvolta modele și obiecte mai complexe în ceea ce privește imprimarea 3D. Acest lucru se datorează faptului că PETG tinde să fie mult mai dens, mai durabil și mai rigid decât alte materiale de imprimare 3D.

Tocmai din acest motiv, PETG este utilizat pentru a fabrica o mulțime de produse, cum ar fi recipientele pentru alimente și semnalizarea.

De ce să folosiți imprimarea 3D?

Dacă piesele imprimate 3D nu ar fi deloc rezistente, atunci nu ar fi folosite ca metodă alternativă de producție pentru multe materiale și consumabile.

Dar, sunt ele la fel de rezistente ca metalele precum oțelul și aluminiul? Categoric nu!

Cu toate acestea, sunt destul de utile atunci când vine vorba de proiectarea de piese noi, imprimarea lor la un cost mai mic și obținerea unei bune cantități de utilizare durabilă a acestora. De asemenea, sunt excelente pentru piesele mici și au o rezistență la tracțiune în general decentă, având în vedere dimensiunea și grosimea lor.

Ceea ce este și mai bine este faptul că aceste piese imprimate 3D pot fi manipulate pentru a le crește rezistența și durabilitatea generală.

Concluzie

Piesele imprimate 3D sunt cu siguranță suficient de puternice pentru a fi folosite pentru a realiza articole obișnuite din plastic care pot rezista la cantități mari de impact și chiar la căldură. În cea mai mare parte, ABS tinde să fie mult mai durabil, deși are o rezistență la tracțiune mult mai mică decât PLA.

Dar trebuie să luați în considerare și ceea ce se face pentru a face aceste piese tipărite și mai puternice. Atunci când creșteți densitatea de umplere, creșteți numărul de pereți și îmbunătățiți grosimea pereților, creșteți rezistența și durabilitatea unei piese tipărite 3D.