3D-utskrifter har många funktionella användningsområden som kan kräva en god mängd styrka för att fungera korrekt. Även om du har några estetiska 3D-utskrifter vill du ändå ha en viss nivå av styrka så att de håller måttet.

Jag bestämde mig för att skriva en artikel om hur du kan göra dina 3D-utskrivna delar starkare, så att du kan lita mer på hållbarheten hos de föremål du tillverkar.

Fortsätt att läsa för att få några bra tips om hur du kan förbättra och förstärka dina 3D-utskrifter.

Varför är dina 3D-utskrifter mjuka, svaga och spröda?

Huvudorsaken till spröda eller svaga 3D-utskrifter är ackumulering av fukt i filamentet. Vissa 3D-filament tenderar naturligt att absorbera fukt från luften på grund av överexponering. Om du försöker värma filament till en hög temperatur som har absorberat fukt kan det orsaka bubblor och poppning, vilket leder till svag extrudering.

Det finns några olika sätt att torka filament effektivt, det första sättet är att lägga filamentspolen i en ugn på låg värme.

Du måste först se till att ugnens temperatur är korrekt kalibrerad med en termometer eftersom ugnstemperaturer kan vara ganska felaktiga, särskilt vid lägre temperaturer.

En annan mer populär metod är att använda en specialiserad filamenttorkare som SUNLU Filament Dryer från Amazon. De flesta som använder den är mycket nöjda med sina resultat och kan spara filament som de trodde inte längre var effektiva.

Det har dock funnits en del blandade recensioner där folk har sagt att den inte värms upp tillräckligt, men det kan vara felaktiga enheter.

En användare som 3D-utskriver nylon, som är känt för att absorbera fukt, använde SUNLU Filament Dryer och sa att hans utskrifter nu blir rena och vackra.

Jag rekommenderar att du använder ett extra isoleringslager, t.ex. en stor plastpåse eller en kartong, för att hålla kvar värmen.

Andra faktorer som kan bidra till en mjuk, svag och spröd utskrift är fyllnadstätheten och väggtjockleken. Nedan följer en genomgång av metoderna för att förbättra hållfastheten i dina 3D-utskrifter.

Hur förstärker du & gör 3D-utskrifter starkare? PLA, ABS, PETG & mer

1. Använd starkare material

Istället för att använda material som är kända för att vara svaga i vissa fall kan du välja material som klarar av att stå emot starka krafter eller slag.

Jag skulle rekommendera något som Polykarbonat med kolfiberförstärkning från Amazon.

Den här filamentfilamenten får mycket uppmärksamhet i 3D-utskriftsvärlden för att den ger riktig styrka i 3D-utskrifter. Den har över 600 betyg och ligger för närvarande på 4,4/5,0 i skrivande stund.

Det bästa med detta är hur lätt det är att skriva ut jämfört med ABS, som är ett annat starkare material som används.

Ett annat vanligt filament som folk använder för funktionella 3D-utskrifter eller för styrka i allmänhet är OVERTURE PETG 1,75 mm Filament, som är känt för att vara lite starkare än PLA, men fortfarande ganska lätt att 3D-skriva med.

2. Öka väggtjockleken

En av de bästa metoderna för att förstärka dina 3D-utskrifter är att öka väggtjockleken. Väggtjockleken är helt enkelt hur tjock ytterväggen på din 3D-utskrift är, mätt med "Wall Line Count" och "Outer Line Width".

Du vill inte ha en väggtjocklek som är mindre än 1,2 mm. Jag skulle rekommendera en minsta väggtjocklek på 1,6 mm, men om du vill ha mer styrka kan du definitivt gå högre.

Ökad väggtjocklek har också fördelarna att förbättra överhäng och göra 3D-utskrifter mer vattentäta.

3. Öka tätheten i utfyllnadsområden

Utfyllnadsmönstret är den inre strukturen i det objekt som skrivs ut. Hur mycket utfyllnad du behöver beror främst på det objekt du skapar, men i allmänhet vill du ha en utfyllnad på minst 20 % för att få en bra hållfasthet.

Om man vill göra allt för mycket kan man höja den till 40 % eller mer, men det finns en minskande avkastning på att öka tätheten i utfyllnadsområden.

Ju mer du ökar den, desto mindre förbättring av hållfastheten får du i din 3D-printade del. Jag rekommenderar att du först ökar väggtjockleken innan du ökar fyllnadstätheten så mycket.

Generellt sett överstiger inte 3D-skrivare 40 % om de inte behöver någon verklig funktionalitet och om utskriften kommer att vara bärande.

I många fall fungerar till och med 10 % fyllning med ett kubiskt fyllningsmönster ganska bra när det gäller hållfasthet.

4. Använd ett starkt utfyllnadsmönster

Att använda ett utfyllnadsmönster som är byggt för styrka är en bra idé för att förstärka dina 3D-utskrifter och stärka dem. När det gäller styrka tenderar folk att använda Grid- eller Cubic-mönstret (Honeycomb-mönstret).

Triangelmönstret är också riktigt bra för hållfastheten, men du måste ha ett tjockt toppskikt för att få en jämn yta.

Utfyllnadsmönster fungerar i nära anslutning till utfyllnadstätheten, där vissa utfyllnadsmönster med en utfyllnadstäthet på 10 % är mycket starkare än andra. Gyroid är känt för att fungera bra vid låg utfyllnadstäthet, men det är inte ett särskilt starkt utfyllnadsmönster överlag.

Gyroid är bättre för flexibla trådar och för när du kan använda upplösbara trådar som HIPS.

Medan du skär din 3D-utskrift kan du kontrollera hur tät fyllningen är genom att titta på fliken "Förhandsgranska".

5. Ändra orienteringen (extruderingsriktning)

Om du bara placerar utskrifterna horisontellt, diagonalt eller vertikalt på utskriftsbädden kan utskrifternas styrka förändras på grund av riktningen som 3D-utskrifterna skapas.

Vissa personer har gjort tester på rektangulära 3D-utskrifter som är orienterade i olika riktningar och funnit betydande förändringar i hållfastheten hos delarna.

Det har främst att göra med byggriktningen och hur 3D-utskrifter byggs upp genom separata lager som binds samman. När en 3D-utskrift går sönder beror det oftast på att lagerlinjerna separeras.

Vad du kan göra är att ta reda på i vilken riktning din 3D-printade del kommer att ha mest vikt och kraft bakom sig. Rikta sedan delen så att den inte har lagerlinjer i samma riktning, utan tvärtom.

Ett enkelt exempel är ett hyllbeslag där kraften pekar nedåt. 3D-Pros visade hur de 3D-printade ett hyllbeslag i två olika riktningar. Den ena misslyckades kapitalt, medan den andra var stark.

Istället för att ha orienteringen platt på byggplattan bör du 3D-skriva hyllbeslaget på sidan, så att lagren byggs tvärs över och inte längs den del som är utsatt för krafter och som är mer benägen att gå sönder.

Detta kan vara förvirrande till en början, men du kan få en bättre förståelse genom att se det visuellt.

Se videon nedan för vägledning om hur du orienterar dina 3D-utskrifter.

6. Justera flödeshastigheten

Att justera flödeshastigheten en aning är ett annat sätt att förstärka och stärka dina 3D-utskrifter. Om du väljer att justera detta vill du dock göra ganska små ändringar eftersom du kan hamna i underextrusion och överextrusion.

Du kan justera flödet för specifika delar av 3D-utskriften, t.ex. "Wall Flow" som inkluderar "Outer Wall Flow" & "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow", med mera.

I de flesta fall är dock justeringen av flödet en tillfällig lösning på ett annat problem, så det är bättre att direkt öka linjebredden än att justera flödet.

7. Linjebredd

Cura, som är ett populärt skärningsprogram, nämner att om du justerar linjebredden till en jämn multipel av skikthöjden på din utskrift kan det faktiskt göra dina 3D-utskrivna objekt starkare.

Försök att inte justera linjebredden för mycket, på samma sätt som flödeshastigheten, eftersom det kan leda till över- och underextrusion igen. Det är en bra idé att justera utskriftshastigheten för att indirekt justera flödet och linjebredden i viss utsträckning.

8. Minska utskriftshastigheten

Att använda en lägre utskriftshastighet kan som nämnts ovan öka 3D-utskriftens styrka eftersom det kan lämna mer material kvar för att fylla ut eventuella luckor som skulle uppstå om hastigheten var för hög.

Om du ökar linjebredden bör du också öka utskriftshastigheten för att hålla en mer konstant flödeshastighet. Detta kan också förbättra utskriftskvaliteten om det balanseras på rätt sätt.

Om du sänker utskriftshastigheten kan du behöva sänka utskriftstemperaturen för att ta hänsyn till den längre tid som glödtråden kommer att vara under värme.

9. Minska kylningen

Om delar kyls ner för snabbt kan det leda till dålig vidhäftning av lager eftersom den uppvärmda glödtråden inte hinner binda ihop sig ordentligt med det föregående lagret.

Beroende på vilket material du 3D-utskriver kan du försöka minska kylfläktens hastighet, så att delarna kan bindas samman ordentligt under utskriftsprocessen.

PLA fungerar bäst med en ganska stark kylfläkt, men du kan försöka balansera detta med utskriftstemperatur, utskriftshastighet och flödeshastighet.

10. Använd tjockare lager (öka lagerhöjden)

Användningen av tjockare lager leder till bättre vidhäftning mellan lagren. Tjockare lager ger fler luckor mellan de intilliggande delarna av lagren. Tester har visat att större lagerhöjder har observerats ge 3D-utskrifter som är starkare.

En skikthöjd på 0,3 mm har visat sig vara bättre än en skikthöjd på 0,1 mm i styrkekategorin. Försök att använda en större skikthöjd om utskriftskvaliteten inte är avgörande för den specifika 3D-utskriften. Det är också fördelaktigt eftersom det snabbar upp utskriftstiden.

Se videon nedan för mer information om hållfasthetstestning för olika lagerhöjder.

11. Öka storleken på munstycket

Du kan inte bara minska utskriftstiden för dina 3D-utskrifter, utan du kan också öka hållfastheten hos dina delar genom att använda en större munstyckesdiameter, t.ex. 0,6 mm eller 0,8 mm.

I videon nedan från ModBot går vi igenom hur mycket snabbare han kunde skriva ut och hur mycket starkare han blev genom att öka lagerhöjden.

Det har att göra med den ökade flödeshastigheten och den ökade skiktbredden, vilket leder till en styvare del. Det förbättrar också hur smidigt filamentet kan extruderas och skapar bättre vidhäftning mellan skikten.

Andra saker att prova för att stärka 3D-utskrifter

Glödgning av 3D-utskrifter

Glödgning av 3D-utskrifter är en värmebehandlingsprocess där 3D-utskrivna föremål utsätts för en ökad temperatur för att stärka deras integritet. Enligt Fargo 3D Printing har vissa tester visat att styrkan har ökat med 40 %.

Du kan kolla in Josef Prusas video om glödgning, där han testar fyra olika material - PLA, ABS, PETG och ASA - för att se vilka skillnader som uppstår vid glödgning.

Elektroplätering av 3D-utskrifter

Denna metod blir alltmer populär eftersom den är praktisk och prisvärd. Den innebär att tryckdelen sänks ner i en lösning av vatten och metallsalter. Elektrisk ström leds sedan genom den, vilket gör att metallkatjoner bildas runtomkring den, som en tunn beläggning.

Resultatet är hållbara och långvariga 3D-utskrifter. Den enda nackdelen är att det kan krävas många lager om du vill ha en starkare utskrift. Några pläteringsmaterial är zink, krom och nickel. Dessa tre har flest industriella tillämpningar.

Det är enkelt att orientera modellen så att den svagaste punkten, dvs. skiktgränsen, inte är så utsatt. Resultatet blir starkare 3D-utskrifter.

För mer information om elektroplätering av 3D-utskrifter, se videon nedan.

Kolla in en annan bra video om elektroplätering, med enkla instruktioner om hur du får en bra finish på dina modeller.

Hur man stärker färdiga 3D-utskrifter: användning av epoxibeläggning

När du har skrivit ut modellen kan en epoxi appliceras på rätt sätt för att stärka modellen efter utskriften. Epoxi, även känd som polyepoxid, är en funktionell härdare som används för att göra din färdiga modell starkare.

Med hjälp av en pensel applicerar du försiktigt epoxiläggningen på 3D-utskrifterna så att epoxyn inte droppar ner. Använd mindre penslar för sprickor och svåråtkomliga hörn så att varje del av utsidan täcks väl.

En mycket populär epoxibeläggning för 3D-utskrift som många har haft framgång med är XTC-3D High Performance Print Coating från Amazon.

Den fungerar med alla typer av 3D-utskrivna material som PLA, ABS, SLA-utskrifter samt trä, papper och andra material.

Ett kit med denna epoxi är mycket långvarigt eftersom du inte behöver använda mycket för att få bra resultat.

Många säger att "lite räcker långt". När epoxyn härdar får du extra styrka och en härligt klar och blank yta som ser bra ut.

Det är enkelt att göra, men om du vill veta mer om hur man applicerar en epoxibeläggning på 3D-utskrifter kan du kolla in videon från Matter Hackers.

Hur man förstärker 3D-utskrifter av harts

För att förstärka 3D-utskrifter i harts kan du öka vattentjockleken på modellen om den är urholkad till cirka 3 mm. Du kan öka hållbarheten genom att tillsätta cirka 25 % flexibel harts i hartsbehållaren så att den får en viss flexibel styrka. Se till att inte överhärda modellen, vilket kan göra harts sprött.