3D výtlačky majú mnoho funkčných využití, ktoré si môžu vyžadovať poriadnu dávku pevnosti, aby správne fungovali. Aj keď máte nejaké estetické 3D výtlačky, stále budete chcieť určitú úroveň pevnosti, aby dobre vydržali.

Rozhodol som sa napísať článok s podrobnými informáciami o tom, ako môžete svoje 3D tlačené diely spevniť, aby ste mali väčšiu dôveru v odolnosť predmetov, ktoré vyrábate.

Pokračujte v čítaní a získajte niekoľko dobrých tipov, ako zlepšiť a posilniť svoje 3D výtlačky.

Prečo sú vaše 3D výtlačky mäkké, slabé a krehké?

Hlavnou príčinou krehkých alebo slabých 3D výtlačkov je nahromadenie vlhkosti vo filamente. Niektoré 3D filamenty majú prirodzenú tendenciu absorbovať vlhkosť zo vzduchu v dôsledku nadmernej expozície. Pokus o zahriatie filamentu na vysokú teplotu, ktorý absorboval vlhkosť, môže spôsobiť vznik bublín a praskanie, čo vedie k slabému vytláčaniu.

V tejto situácii chcete filament vysušiť. Existuje niekoľko spôsobov, ako filament účinne vysušiť, pričom prvým spôsobom je vloženie cievky s filamentom do rúry pri nízkej teplote.

Najskôr sa musíte uistiť, že teplota v rúre je správne kalibrovaná pomocou teplomera, pretože teplota v rúre môže byť dosť nepresná, najmä pri nižších teplotách.

Ďalšou populárnejšou metódou je použitie špecializovanej sušičky filamentov, ako je SUNLU Filament Dryer od Amazonu. Väčšina ľudí, ktorí ju používajú, je so svojimi výsledkami veľmi spokojná, pretože dokážu zachrániť filamenty, o ktorých si mysleli, že už nie sú účinné.

Objavilo sa však niekoľko zmiešaných recenzií, v ktorých ľudia hovoria, že sa dostatočne nezahrieva, hoci môže ísť o chybné jednotky.

Jeden používateľ, ktorý tlačí 3D nylon, ktorý je známy tým, že absorbuje vlhkosť, použil sušičku filamentov SUNLU a povedal, že jeho výtlačky sú teraz čisté a krásne.

Odporúčam použiť ďalšiu izolačnú vrstvu, napríklad veľké plastové vrecko alebo kartónovú škatuľu, aby sa v nej udržalo teplo.

Ďalšími faktormi, ktoré môžu prispieť k mäkkej, slabej a krehkej tlači, sú hustota výplne a hrúbka steny. Nižšie vás oboznámim s myšlienkovými postupmi na zlepšenie pevnosti vašich 3D výtlačkov.

Ako posilniť a posilniť 3D výtlačky? PLA, ABS, PETG a ďalšie

1. Používajte pevnejšie materiály

Namiesto materiálov, o ktorých je známe, že sú v niektorých prípadoch slabé, môžete použiť materiály, ktoré dobre odolávajú silným silám alebo nárazom.

Odporúčam použiť niečo ako polykarbonát s výstužou z uhlíkových vlákien od spoločnosti Amazon.

Tento filament získava v komunite 3D tlačiarov veľkú popularitu, pretože poskytuje skutočnú pevnosť pri 3D výtlačkoch. V čase písania tohto článku má viac ako 600 hodnotení a jeho aktuálna známka je 4,4/5,0.

Najlepšie na tom je, ako ľahko sa tlačí v porovnaní s ABS, čo je ďalší silnejší materiál, ktorý ľudia používajú.

Ďalším hojne používaným vláknom, ktoré ľudia používajú na funkčné 3D výtlačky alebo všeobecne pre pevnosť, je vlákno OVERTURE PETG 1,75 mm, o ktorom je známe, že je o niečo pevnejšie ako PLA, a napriek tomu sa s ním 3D tlač vykonáva pomerne ľahko.

2. Zvýšenie hrúbky steny

Jednou z najlepších metód na spevnenie a vystuženie 3D výtlačkov je zvýšenie hrúbky steny. Hrúbka steny je jednoducho to, aká hrubá je vonkajšia stena vášho 3D výtlačku, meria sa pomocou "Wall Line Count" a "Outer Line Width".

Nechcete mať hrúbku steny menšiu ako 1,2 mm. Odporúčam mať minimálnu hrúbku steny 1,6 mm, ale pre väčšiu pevnosť môžete určite zvoliť vyššiu.

Zväčšenie hrúbky steny má tiež výhody v podobe zlepšenia presahov a zvýšenia vodotesnosti 3D výtlačkov.

3. Zvýšenie hustoty zaplnenia

Vzor výplne je vnútorná štruktúra tlačeného objektu. Množstvo potrebnej výplne závisí najmä od vytváraného objektu, ale vo všeobecnosti platí, že pre dobrú pevnosť je potrebná výplň aspoň 20 %.

Ak chcete ísť ešte ďalej, môžete ju zvýšiť až na viac ako 40 %, ale návratnosť zvyšovania hustoty zástavby sa znižuje.

Čím viac ju zvýšite, tým menej sa zlepší pevnosť vašej 3D tlačenej súčiastky. Odporúčam najprv zvýšiť hrúbku steny a až potom zvyšovať hustotu výplne.

Používatelia 3D tlačiarní vo všeobecnosti neprekračujú 40 %, pokiaľ nepotrebujú skutočnú funkčnosť a tlač nebude nosná.

V mnohých prípadoch aj 10 % výplň so vzorom Cubic funguje celkom dobre z hľadiska pevnosti.

4. Použite silný vzor výplne

Použitie výplňového vzoru vytvoreného pre pevnosť je dobrý nápad na spevnenie vašich 3D výtlačkov a ich posilnenie. Pokiaľ ide o pevnosť, ľudia majú tendenciu používať vzor Grid alebo vzor Cubic (Honeycomb).

Vzor trojuholníka je naozaj dobrý aj z hľadiska pevnosti, ale budete potrebovať dobrú hrúbku vrchnej vrstvy, aby ste dosiahli rovnomerný vrchný povrch.

Vzory výplní úzko súvisia s hustotou výplne, pričom niektoré vzory výplní pri 10% hustote výplne budú oveľa silnejšie ako iné. Gyroid je známy tým, že pri nízkej hustote výplne funguje dobre, ale celkovo nie je veľmi silným vzorom výplne.

Gyroid je vhodnejší pre pružné vlákna a pre prípady, keď môžete použiť rozpustné vlákna, ako je HIPS.

Počas krájania 3D tlače môžete skontrolovať, aká hustá je výplň, a to na karte "Náhľad".

5. Zmena orientácie (smer vytláčania)

Jednoduché umiestnenie výtlačkov na tlačovom lôžku vodorovne, šikmo alebo zvisle môže zmeniť silu výtlačkov v dôsledku smeru, ktorým sa 3D výtlačky vytvárajú.

Niektorí ľudia vykonali testy na obdĺžnikových 3D výtlačkoch orientovaných v rôznych smeroch a zistili výrazné zmeny v pevnosti dielov.

Súvisí to najmä so smerom zostavovania a s tým, ako sa 3D výtlačky vytvárajú prostredníctvom oddelených vrstiev, ktoré sa spájajú. Keď sa 3D výtlačok zlomí, zvyčajne to bude spôsobené oddelením línií vrstiev.

Môžete zistiť, ktorým smerom bude mať vaša 3D vytlačená časť najväčšiu hmotnosť a silu, a potom orientovať časť tak, aby línie vrstiev neboli v tom istom smere, ale v opačnom.

Jednoduchým príkladom môže byť držiak na poličku, kde bude sila smerovať nadol. 3D-Pros ukázali, ako vytlačili 3D držiak na poličku v dvoch orientáciách. Jedna z nich zlyhala, zatiaľ čo druhá obstála.

Namiesto toho, aby bola orientácia plochá na stavebnej doske, mali by ste 3D tlačiť držiak poličky na boku, takže jeho vrstvy sú vytvorené naprieč, a nie pozdĺž časti, ktorá na ňu pôsobí silou a je pravdepodobnejšie, že sa zlomí.

Zo začiatku to môže byť mätúce, ale lepšie to pochopíte, ak si to pozriete vizuálne.

Pozrite si nasledujúce video, v ktorom nájdete návod na orientáciu 3D výtlačkov.

6. Nastavenie prietoku

Mierna úprava prietoku je ďalším spôsobom, ako posilniť a spevniť vaše 3D výtlačky. Ak sa však rozhodnete upraviť tento spôsob, chcete robiť pomerne malé zmeny, pretože môžete spôsobiť nedostatočné vytláčanie a nadmerné vytláčanie.

Prietok môžete nastaviť pre konkrétne časti 3D tlače, napríklad "Wall Flow", ktorý zahŕňa "Outer Wall Flow" & "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow" a ďalšie.

Hoci vo väčšine prípadov je úprava prietoku dočasným riešením iného problému, takže by bolo lepšie priamo zväčšiť šírku vedenia než upravovať prietoky.

7. Šírka čiary

Program Cura, ktorý je populárny slicer, uvádza, že nastavenie šírky čiary na rovnomerný násobok výšky vrstvy výtlačku môže v skutočnosti posilniť vaše 3D vytlačené objekty.

Šírku čiary sa snažte príliš nenastavovať, podobne ako prietok, pretože to môže viesť k opätovnému nadmernému a nedostatočnému vytláčaniu. Je dobré nastaviť rýchlosť tlače, aby ste do určitej miery nepriamo upravili prietok a šírku čiary.

8. Zníženie rýchlosti tlače

Použitie nižšej rýchlosti tlače, ako bolo uvedené vyššie, môže zvýšiť pevnosť 3D výtlačkov, pretože môže ponechať viac materiálu na vyplnenie medzier, ktoré by vznikli pri príliš vysokej rýchlosti.

Ak zväčšíte šírku riadkov, chcete zvýšiť aj rýchlosť tlače, aby ste udržali konštantnejší prietok. Pri správnom vyvážení to môže zlepšiť aj kvalitu tlače.

Ak znížite rýchlosť tlače, možno budete musieť znížiť teplotu tlače, aby ste zohľadnili dlhší čas, počas ktorého bude filament pod teplom.

9. Zníženie chladenia

Príliš rýchle chladenie dielov môže viesť k zlému priľnutiu vrstvy, pretože zahriate vlákno nemá dostatok času na správne spojenie s predchádzajúcou vrstvou.

V závislosti od materiálu, z ktorého 3D tlačíte, sa môžete pokúsiť znížiť rýchlosť chladiaceho ventilátora, aby sa vaše diely mohli počas procesu tlače pevne spojiť.

PLA funguje najlepšie s pomerne silným chladiacim ventilátorom, ale môžete sa pokúsiť o rovnováhu s teplotou tlače, rýchlosťou tlače a prietokom.

10. Používanie hrubších vrstiev (zvýšenie výšky vrstvy)

Použitie hrubších vrstiev vedie k lepšej priľnavosti medzi vrstvami. Silnejšie vrstvy budú predstavovať väčšie medzery medzi susednými časťami vrstiev. Testy ukázali, že pri väčších výškach vrstiev boli pozorované pevnejšie 3D výtlačky.

Bolo preukázané, že výška vrstvy 0,3 mm prekonáva v kategórii pevnosti výšku vrstvy 0,1 mm. Ak nie je kvalita tlače pre konkrétnu 3D tlač nevyhnutná, skúste použiť väčšiu výšku vrstvy. Je to výhodné aj preto, že sa tým urýchľuje čas tlače.

Viac informácií o testovaní pevnosti pre rôzne výšky vrstiev nájdete vo videu nižšie.

11. Zväčšenie veľkosti trysky

Môžete nielen skrátiť čas tlače 3D výtlačkov, ale aj zvýšiť pevnosť svojich dielov použitím väčšieho priemeru trysky, napríklad 0,6 mm alebo 0,8 mm.

V nasledujúcom videu od spoločnosti ModBot sa dozviete, o koľko rýchlejšie dokázal tlačiť, ako aj to, ako sa zvýšila pevnosť vďaka zvýšeniu výšky vrstvy.

Súvisí to so zvýšenou rýchlosťou toku a zväčšenou šírkou vrstvy, čo vedie k tuhšiemu dielu. Zlepšuje sa aj to, ako hladko môže filament vytláčať a vytvára lepšiu priľnavosť vrstvy.

Ďalšie veci na posilnenie 3D tlače

Žíhanie 3D výtlačkov

Žíhanie 3D výtlačkov je proces tepelného spracovania, pri ktorom sa 3D vytlačené objekty vystavujú zvýšenej teplote, aby sa posilnila ich integrita. Pri niektorých testoch ľudia podľa testovania spoločnosti Fargo 3D Printing preukázali zvýšenie pevnosti o 40 %.

Môžete si pozrieť video Josefa Prusa o žíhaní, v ktorom testuje 4 rôzne materiály - PLA, ABS, PETG, ASA, aby zistil, aké rozdiely vznikajú pri žíhaní.

Galvanické pokovovanie 3D výtlačkov

Tento postup sa stáva čoraz populárnejším, pretože je praktický a cenovo dostupný. Ide o ponorenie tlačovej časti do roztoku vody a kovovej soli. Potom cez ňu prechádza elektrický prúd, čím sa okolo nej vytvoria kovové kat-óny, ako tenký povlak.

Výsledkom sú odolné a dlhotrvajúce 3D výtlačky. Jedinou nevýhodou je, že ak chcete silnejší výtlačok, môže byť potrebných veľa vrstiev. Medzi pokovovacie materiály patrí zinok, chróm a nikel. Tieto tri majú najviac priemyselných aplikácií.

To je jednoduché, orientovať model tak, aby najslabšie miesto, ktorým je hranica vrstvy, nebolo tak vystavené. Výsledkom sú pevnejšie 3D výtlačky.

Viac informácií o galvanickom pokovovaní 3D výtlačkov nájdete v nasledujúcom videu.

Pozrite si ďalšie skvelé video o galvanickom pokovovaní s jednoduchými pokynmi, ako dosiahnuť skvelú povrchovú úpravu svojich modelov.

Ako posilniť hotové 3D výtlačky: použitie epoxidového náteru

Po dokončení tlače modelu je možné správne aplikovať epoxid, ktorý model po tlači spevní. Epoxid, známy aj ako polyepoxid, je funkčné tvrdidlo, ktoré sa používa na spevnenie vášho hotového modelu.

Pomocou štetca jemne nanášajte epoxidový náter na 3D výtlačky tak, aby epoxid nekvapkal. Na štrbiny a ťažko dostupné rohy použite menšie štetce, aby bola každá časť exteriéru dobre pokrytá.

Veľmi populárny epoxidový náter na 3D tlač, s ktorým malo úspech množstvo ľudí, je XTC-3D High Performance Print Coating od spoločnosti Amazon.

Pracuje so všetkými druhmi 3D tlačených materiálov, ako sú výtlačky PLA, ABS, SLA, ale aj drevo, papier a iné materiály.

Súprava tohto epoxidu má veľmi dlhú životnosť, pretože na dosiahnutie dobrých výsledkov ho vôbec nemusíte použiť veľa.

Mnohí ľudia hovoria: "Trochu sa hodí." Po vytvrdnutí epoxidu získate dodatočnú pevnosť a krásny číry a lesklý povrch, ktorý vyzerá skvele.

Je to jednoduchá vec, ale ak sa chcete dozvedieť viac o nanášaní epoxidového povlaku na 3D výtlačky, pozrite si video od Matter Hackers.

Ako posilniť 3D výtlačky z živice

Ak chcete posilniť živicové 3D výtlačky, zväčšite hrúbku steny modelu, ak je vydlabaný, na približne 3 mm. Trvanlivosť môžete zvýšiť pridaním približne 25 % pružnej živice do nádoby so živicou, aby mala určitú pružnú pevnosť. Dbajte na to, aby ste model príliš nevytvrdzovali, čo môže spôsobiť krehkosť živice.