Какой материал "ползет" (пластическая деформация) меньше всего (или вообще никак) под давлением после печати?

Question

Какой материал "ползет" (пластическая деформация) меньше всего (или вообще никак) под давлением после печати?

material print-strength

Я хотел бы построить стоячую полку, где опоры, удерживающие каждую последующую доску, напечатаны в 3D (чтобы получить специальные формы).

Однако я читал, что PLA течет под постоянным напряжением/давлением. Тем не менее, это не мешает автору статьи использовать PLA для подвесной полки, которая, очевидно, подвергается постоянному отрицательному давлению.

Какой материал меньше всего страдает от пластичности/неупругой деформации под напряжением?

Ответы с данными для нескольких материалов приветствуются.

Я обнаружил, что это явление называется "ползучесть" и связано с ISO 899, но я не смог найти никаких данных для обычных нитевидных пластмасс, и я не знаю теории, лежащей в его основе, поэтому я не уверен, является ли оно неизбежным или появляется после достижения порогового напряжения.

Информация: это полка в гостиной, на которой будут храниться книги и другие вещи, и она должна прослужить десять лет. Я, конечно, добавлю фактор безопасности, и я мог бы даже закрепить доски на стене (в скрытых местах), но в идеале 3D-печатный материал не должен иметь ползучести.

@FarO, 👍6

Обсуждение

Готовы ли вы потратить деньги на износостойкую насадку, чтобы использовать углеродную волокнистую нить (которая также стоит больше)?, @Andrew Morton

Я думал о неармированных нитях, но если вы можете найти данные о ползучести и/или о том, как рассчитать порог, чтобы полностью избежать ползучести для армированных материалов, я думаю, что ответ будет прекрасным. Я не знаю, как работает ползучесть (есть ли порог? но если армированная нить - это единственный способ, или если чистая нить требует вдвое больше материала, чтобы избежать ползучести, то армированное сопло определенно не является проблемой., @FarO

Потенциально этот вопрос можно было бы перенести в раздел химии SE., @FarO

Я не думаю, что это было бы хорошо подходит для химии.SE, поскольку речь идет о механических свойствах материала. Поскольку у меня нет большого опыта работы с 3D-печатными изделиями в условиях стресса, я действительно не могу дать ответ. Может быть, вы могли бы напечатать одну опору, которая будет принимать максимальные усилия и поддерживать ее загруженной в три раза больше в течение некоторого времени. Если через месяц он выйдет из строя, вы поймете, что материал оказался неподходящим. Или просто печатать новые детали каждый раз, когда старые выглядят подозрительно. Или есть потерянное литье PLA для металлов., @Andrew Morton

Мы проводим испытания на разрыв межслойных напряжений с высокой нагрузкой 80+ °C и 4-точечный изгиб на армированном волокном нейлоне, изготовленном с помощью ленточных роботов, который, по-видимому, очень устойчив к ползучести! Я с @AndrewMorton, различные бренды продают нейлоновые/CC нити, нить ColorFabb печатает очень хорошо и имеет хорошую матовую отделку. Но, как вы уже упоминали, это также зависит от конструкции, если напряжение низкое, то ползучести (практически) не будет., @0scar

1 ответ

Лучший ответ:

@*cmm* · Accepted Answer · 2020-01-15 17:44-00:00

На ваш вопрос нельзя ответить теоретически-только эмпирически.

Вам нужно распечатать несколько пробных скобок с интересующими вас материалами и измерить их. Вопрос в том, при каких условиях вы должны их тестировать?

Проблема в том, что ползучесть включает в себя как сжатие, так и растяжение, и поведение может быть различным. Также невозможно полностью перевести характеристики материала в поведение компонентов без действительно хорошей модели, которая включает в себя детали заполнения, адгезию к периферии и все микроскопические детали реальной 3D-печатной детали.

Проблема с типичным ПЛА может заключаться в низкой температуре. Повышение температуры обычного печатного объекта PLA до 160°F (70°C) размягчает его до почти безвольного состояния. Я использовал это для принудительной подгонки деталей PLA, нагревая кастрюлю с водой и помещая в нее детали на несколько мгновений. Эта температура жарче, чем в вашей комнате, но жаркий летний день на солнце может смягчить эту часть до отказа.

Для чего-либо несущего нагрузку я бы хотел материал с более высокой пластической температурой.

Существуют составы ПЛА, которые отжигаются после печати. Утверждается, что это позволяет ПЛА медленно перекристаллизовываться и становиться более прочным и пригодным для использования при более высоких температурах. У меня нет опыта в этом.

В зависимости от вашего принтера вы также можете рассмотреть возможность использования более высокотемпературной нити филамента, такой как ABS или PC (поликарбонат). PET-G немного лучше PLA, но он размягчается при более низкой температуре, чем ABS.

Не менее важным, чем сам материал, является анизотрофия деталей принтера. Обязательно печатайте детали так, чтобы основные напряжения находились вдоль самых сильных осей, обычно X и Y, а не вдоль более слабых Z-осей. Выберите наполнитель, чтобы внести свой вклад в прочность, и используйте его в большом количестве, или спроектируйте деталь так, чтобы наполнитель не предназначался для увеличения прочности.