Хороший способ оценить влияние на прочность материала различных методов печати?

Я собираюсь напечатать в 3D деталь, которая должна соответствовать определенным требованиям к прочности из-за ее использования. Я знаю, насколько прочен конкретный пластик (например, прочность на сжатие/растяжение/сдвиг), когда он обрабатывается сплошным куском, но не когда он напечатан в 3D. Каков хороший способ оценить изменения?

, 👍10

Обсуждение

Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как "неясный, о чем вы спрашиваете", потому что он не идентифицирует конкретную деталь, конкретные требования, конкретный процесс печати, конкретный материал... Мы не можем ответить на этот вопрос полезным способом, не зная точно, чего вы пытаетесь достичь., @Tom van der Zanden

@TomvanderZanden Я чувствовал, что это было бы менее полезно, если бы я упомянул конкретные технологии. Я не понимаю, почему на этот вопрос невозможно ответить в общих чертах., @GiantCowFilms

Вам нужно сделать DOE (дизайн экспериментов)., @Fernando Baltazar


2 ответа


3

Трудно сказать, не проверив на самом деле эту деталь. Существует множество способов 3D-печати детали, даже на одной и той же машине, которые могут дать разные результаты.

Вот несколько советов, которые помогут соблюсти требования к прочности:

  • Определите, где находятся ваши напряжения, и не допускайте, чтобы естественная "зернистость" отпечатка (т. е. каждого слоя) совпадала с напряжениями детали. Например, сегодня я только что напечатал деталь с петлями. Я настроил свою деталь так, чтобы обеспечить круговой профиль шарнира на каждом слое, вместо того, чтобы машина "соединяла" круговой профиль.
  • Сделайте свою часть более прочной, увеличив заполнение. Обратите внимание, что где-то около 35% на самом деле не обеспечит намного большей прочности, чем, скажем, 50% при стандартном заполнении (т. Е. шестиугольном, алмазном, заполнении). Однако я бы предположил, что если бы когда-либо был разработан сферический шаблон заполнения, это было бы самым сильным.
  • Простой способ увеличить небольшие площади детали-увеличить переменную оболочки (количество слоев профиля для каждого слоя). Опять же, ссылаясь на мой дизайн петель, я убедился, что мои петли были полностью напечатаны с использованием оболочки вместо оболочки/заполнения.
  • Не бойтесь выполнять некоторые постобработки, такие как добавление эпоксидной смолы/эпоксидных смол в зонах с высоким напряжением.

Если это не дорогая часть для печати, я бы предложил поиграть с некоторыми из этих идей самостоятельно и провести контролируемые тесты, чтобы увидеть, какие настройки лучше всего подходят для вашего приложения(приложений).


,

"Обратите внимание, что где - то около 35% на самом деле не обеспечит гораздо большей прочности, чем, скажем, 50% при стандартном заполнении" - откуда вы взяли это число? Я всегда слышал, что предел составляет около 60%, и нашел его в печатном виде по крайней мере [один раз]. (https://www.amazon.co.uk/Functional-Design-3D-Printing-Designing/dp/0692883215/)... но я не проводил независимых тестов для проверки этой информации, поэтому был бы рад, если бы меня поправили, если бы я ошибся., @mac

Это из некоторых отчетов MakerBot. Я полагаю, что это утверждение также зависит от размера детали. Обычно это сводится к размеру "мертвого пространства" каждой ячейки в шаблоне заполнения. Я считаю, что мой комментарий в основном относится к частям, которые попадают в пространство 5"^3, @tbm0115

"в зависимости от размера детали" - Интересно... Я должен подумать об этом. Интуитивно я бы сказал "нет", поскольку размер изменяет только количество ячеек в заполнителе, а не их размер, поэтому - для единицы образца заполнения - плотность материала и ориентация векторов растяжения должны оставаться точно такими же... но я чувствую, что упускаю что-то очевидное. В любом случае, спасибо за быстрый ответ! :), @mac


3

Это хороший вопрос, который не получил достаточного внимания исследователей. Люди регулярно печатают различные объекты, некоторые из них с требованиями к прочности, и потребность в методе оценки прочности высока.

Хорошим экспериментальным способом оценить изменения было бы найти литой пластиковый объект COTS, будь то ABS, PLA или что-то еще, купить 3-5 штук, затем провести его реинжиниринг, скопировать дизайн и распечатать 3-5 раз в разных ориентациях. Затем вам нужно начать уничтожать свои объекты таким образом, чтобы это соответствовало вашим потребностям. Если ваши детали будут испытывать сжатие - раздавите их, если растянете - разорвите на части и измерьте необходимую прочность. Затем сравните и получите относительную силу, которую вы можете в дальнейшем использовать в своих расчетах. Вы заметите, что адгезия между слоями FDM намного слабее, чем прочность связей в плоскости слоя, поэтому у вас будет два коэффициента - один для оси Z, один для XY (обратите внимание, что настройки принтера могут сильно повлиять на результат, поэтому каждый коэффициент будет зависеть от параметров печати). Не могу сказать на 100% достоверно, но SLA может иметь только один коэффициент - я не заметил никакой разницы между прочностью деталей в направлениях Z и XY.

Если вы не являетесь поклонником тщательного научного подхода, то вы можете просто распечатать свою деталь и протестировать ее в заданных условиях столько раз, сколько необходимо. Или сделайте литейную форму, а затем твердый предмет.

,

у нас также есть проблемы с определением всего влияния погоды на отпечатки - высокая влажность или температура могут иметь неожиданную силу печати., @Trish