Насколько тонкой можно сделать стенку трубы?

Для научного проекта я печатаю в 3D несколько специальных труб и трубок для регулирования потока газа (комбинация этилового спирта и водяного пара) через устройство. Они должны быть довольно маленькими, так как весь эксперимент рассчитан на небольшие масштабы. Я также хотел бы использовать как можно меньше филамента.

Насколько тонкими я могу сделать стенки этих труб и трубок до того, как они разрушатся или газ выйдет наружу? Я знаю, что это, возможно, техническая проблема, но мне также нужно будет принять во внимание решение. В идеале трубы должны быть около двух сантиметров в диаметре, возможно, немного больше или немного меньше в некоторых частях. Я бы, скорее всего, использовал ABS, но PLA-мой запасной вариант на случай, если произойдет какая-то непредвиденная реакция между газом и трубами.

Принтер, который я использую, - это принтер FDM, версия репликатора MakerBot.

, 👍5

Обсуждение

О каком типе принтера идет речь? Я подозреваю, что из контекста (ABS и PLA) это машина FDM, но ваш вопрос не исключает гипотетическую машину для лазерного спекания PLA., @Tom van der Zanden

@TomvanderZanden Ах, да, это машина FDM. Я уточню это., @HDE 226868

Это может быть вопрос, на который лучше ответить на сайте Engineering SO, где вы с большей вероятностью найдете пользователей с конкретным опытом, необходимым для ответа на такой вопрос., @Jeff

@Джефф Хорошая мысль. Я немного прояснил, что меня также беспокоит разрешение принтера, но в первую очередь прочность филамента., @HDE 226868

@Jeff Я не думаю, что это так. Тонкостенные цилиндры представляют некоторые уникальные проблемы с 3D-печатью., @Tom van der Zanden


4 ответа


10

Самая тонкая стенка, которую может напечатать ваш принтер, определяется размером его сопла и будет немного толще, чем этот размер сопла.

Большая проблема при работе с тонкими полыми цилиндрами заключается в том, что поперечное сечение имеет очень небольшую площадь поверхности и может легко расслаиваться, особенно если трубка длинная.

Вы можете попробовать напечатать трубку с помощью очень толстой экструзии и использовать только один периметр. Это обеспечило бы лучшую газонепроницаемость и адгезию слоя, чем два более тонких периметра, но это может оказаться слишком хрупким для вашего применения. В этом случае вам нужно будет распечатать дополнительные периметры. По-прежнему было бы полезно придерживаться более толстой ширины экструзии.

При диаметре в два сантиметра я бы сказал, что у одного периметра есть приличные шансы сработать, если вы будете обращаться с ними осторожно.


,

6

Самым тонким из возможных будет один контур, поэтому лучшее, что вы можете сделать, - это немного увеличить размер сопла.

Самые большие проблемы, которые я вижу с точки зрения изготовления тонких воздухонепроницаемых трубок, заключаются в следующем:

  • Сложная геометрия: в любом месте, где у вас есть выступы, вам может потребоваться увеличить толщину стенки, чтобы обеспечить герметичное перекрытие. Для перекрытия потребуются дополнительные слои, чтобы обеспечить хорошую адгезию слоя, и любые опоры должны быть аккуратно удалены, чтобы не повредить поверхность.
  • Начало/конец периметра: Соединение, где начинается/заканчивается периметр, должно не только уплотняться до слоя ниже, но и уплотняться с начальной точкой охлаждения. Это может быть особенно проблематично, если все ваши слои начинаются в одной и той же точке (что визуально создает вертикальный шов), потому что у вас нет гладкого периметра на предыдущем слое, и любые дефекты в соединении усугубляются.

Мысли:

  • Печать в конце, где это возможно: вы получите более качественный внешний периметр, если ваши слои будут полными кольцами, вместо того, чтобы печатать с обеих сторон трубы на ее стороне.
  • Если вы можете управлять одним периметром при печати в конце, попробуйте использовать настройку "спиральная ваза", которая плавно поднимет положение z и будет печатать по спирали вместо печати отдельных слоев. Это устраняет любые проблемы, связанные с герметизацией начала/конца периметра.
  • Если вы печатаете с несколькими периметрами, увеличьте толщину стенки в кратных размерах сопла, чтобы убедиться, что периметры запечатаны вместе. Несвязанные друг с другом периметры увеличивают вероятность протечек и снижают жесткость.
  • Должны ли трубы иметь одинаковую толщину по всей длине? Вероятно, вы можете уменьшить толщину, чтобы сэкономить материал для простой геометрии (прямые сечения), если аккуратно измените толщину.
,

2

При вертикальной печати тонких цилиндров,

  • Замедлите скорость печати, чтобы избежать раскачивания модели.
  • никаких оболочек, только одна насадка толщиной, так что вам не нужна заправка. Заливка может легко раскачать печать.
  • Печатайте не менее 2 за раз при минимальной толщине слоя, которую вы можете выполнить. Это приводит к тому, что горячий конец должен отойти от одного цилиндра, чтобы добраться до следующего. Это дает каждому слою цилиндра дополнительное время для охлаждения и затвердевания перед нанесением следующего слоя. Я обычно печатаю .1 или .05 для цилиндров.
  • У вашего слайсера может быть настройка, которая говорит ему подождать между слоями, чтобы у пластика было больше времени для охлаждения. Я думаю, что настройка называется "ОРБИТА на моей".

Рассмотрите возможность использования паровой ванны с ацетоном, чтобы помочь запечатать поры в отпечатке.

,

1

На это трудно дать окончательный ответ, но у меня есть некоторые мысли.

Для вертикальной стенки минимальная толщина определяется размером сопла, обычно 0,4 мм. Если вы можете печатать полностью в вертикальной ориентации (труба, стоящая на конце), вы можете рассмотреть возможность использования "режима вазы" без верхней или нижней части для печати. Это может помочь упростить САПР-моделирование, так как вам не нужно моделировать внутреннюю полость и толщину стенок.

Для горизонтальной стены теоретически это может быть высота одного слоя, около 0,1 мм, в зависимости от принтера и настроек. Реально, вам, вероятно, понадобится от 2 до 4 слоев, чтобы получить что-то "твердое". Однако это вряд ли даст хорошие результаты для полой трубы из-за производительности принтера в соединениях и выступах. Тонкая круглая труба, лежащая на боку, вряд ли будет успешно напечатана.

Для печати в горизонтальной ориентации я бы рекомендовал некруглую форму; конкретная форма будет зависеть от вашего общего дизайна и целей. "Каплевидная" или "плоская каплевидная форма" может помочь с горизонтальными отверстиями в деталях.

Кроме того, вместо отдельных труб, возможно, вы могли бы спроектировать блок с полыми проходами. Это может позволить сделать стены толще, сделать их намного прочнее, снизить потребности в сборке, обеспечить чрезвычайно сложную маршрутизацию и внутренние соединения и даже может позволить устанавливать функциональные детали, такие как клапаны или датчики.

Наконец, я бы не ожидал, что напечатанная на FDM деталь будет герметичной. Скорее всего, между слоями и местами, где слои начинаются и заканчиваются, будут небольшие промежутки. В качестве примера я попытался сделать форму для льда, но почти вся вода просочилась, прежде чем она замерзла.

Другой плакат рекомендовал паровую ванну с ацетоном, которая должна помочь запечатать любые поры. Это работает только с ABS. Другая идея может заключаться в том, чтобы покрыть внутренние поверхности труб смолой, которая может все запечатать.

,