FDM 3D-tulostimet sopivat erinomaisesti edullisien prototyyppien luomiseen ja tee-se-itse-projektien tekemiseen kotona. Tästä huolimatta monet törmäävät samaan ongelmaan, kun he yrittävät tehdä toimivia osia 3D-tulostimella: valmiin tuotteen vahvuus. Mutta miten voit tehdä 3D-tulosteistasi vahvempia? Katsotaanpa joitain keskeisiä vaiheita, jotka voit suorittaa jokaisessa tulostusprosessin vaiheessa.

Oikeiden materiaalien valinta vahvoja 3D-tulosteita varten

Materiaaleilla on merkittävä rooli luomiesi 3D-tulosteiden lujuudessa, ja sinulla on monia filamenttivaihtoehtoja, joista valita. On tärkeää arvioida valitsemasi filamentit tulostettavien esineiden tarpeiden perusteella. Esimerkiksi PLA sopii koristemalleille, jotka istuvat hyllyllä, mutta saatat tarvita materiaalia, kuten nailonia, tulostaaksesi toiminnallisia työkaluja. Löydät alta joukon filamenttivaihtoehtoja niiden parhaiden käyttötapausten ohella.

  • PLA: PLA eli polymaitohappo on yleisin materiaali, jota käytetään FDM 3D-tulostuksessa. Tämä materiaali on jäykkää ja kovaa, mutta se on myös suhteellisen hauras verrattuna muihin 3D-tulostettaviin materiaaleihin. PLA on hyvä valinta niille, jotka oppivat 3D-tulostusta, sillä se on helppo tulostaa ja tuottaa lähes aina hyviä tuloksia.
  • ABS: ABS eli akryylinitriilibutadieenistyreeni on paljon vahvempi kuin PLA, mutta sillä on myös vaikeampi tulostaa. ABS: n lujuus tekee siitä ihanteellisen toiminnallisiin osiin, mutta se on joustamaton ja tämä on otettava huomioon filamenttia valittaessa.
  • PETG: PETG eli polyeteenitereftalaatti on mukavassa välissä ABS: n ja PLA: n välissä. Se on vahvempi kuin PLA ja joustavampi kuin ABS, mutta tarjoaa myös erinomaisen kemikaalinkestävyyden. Tämä tekee PETG: stä erinomaisen käytettäväksi ulkona ja muissa ankarissa ympäristöissä.
  • Nylon: Nylon on yksi markkinoiden vahvimmista, joustavimmista ja kestävimmistä FDM-materiaaleista. Nylonista 3D-tulostinfilamenttia voidaan käyttää toimivien osien ja työkalujen sekä koriste-esineiden valmistamiseen.
  • Hiilellä täytetyt filamentit: Hiilikuitujen sisällyttäminen filamentteihin on tullut erittäin suosituksi. Tämä harvoin parantaa valmiiden tulosteiden lujuutta, mutta se voi parantaa kerrosten tarttuvuutta.

Oikean 3D-tulostimen filamenttimateriaalin valinta jokaiselle projektille on vaikeaa. Sinun tulee tutkia kaikki käytettävissä olevat vaihtoehdot, kun valitset filamenttia, varsinkin kun työskentelet esineiden parissa, joiden on kestettävä.

Vahvojen 3D-mallien suunnittelu 3D-tulostukseen

Aivan kuten 3D-tulosteihisi valitsemillasi materiaaleilla, jokaisen tulosteen suunnittelulla on myös dramaattinen vaikutus 3D-tulosteidesi lujuuteen. Vahvempien 3D-tulostettavien mallien suunnittelu vaatii jonkin verran oppimista. Vaikka et voi aloittaa heti vahvimpien tulosteiden luomista, löydät alta joitakin tärkeimpiä huomioitavia seikkoja. 3D-mallisi suunnitelmat paranevat ajan myötä ja opit lisää vahvojen muotojen luomisesta.

Virheettömät 3D-tulostettavat STL-tiedostot

Käytätpä sitten Blenderia, Fusion 360:tä tai mitä tahansa muuta 3D-suunnittelutyökalua tulostettavien 3D-mallien luomiseen, virheitä tulee väistämättä aika ajoin. Ei-jakoputket mallit ovat tästä hyvä esimerkki, jossa mallin ulkopuolella on aukkoja, jotka voivat estää sitä viipaloimasta kunnolla.

Tämän tyyppisen ongelman ratkaiseminen on helpompaa kuin koskaan ennen. Melkein jokainen markkinoilla oleva leikkuri, mukaan lukien Cura, voi skannata malleissasi virheitä, kun lataat ne viipalointia varten, ja tarjoaa usein korjauksia matkan varrella. Tietysti on kuitenkin aina parasta oppia ja parantaa 3D-mallinnuksesi laatua virheiden välttämiseksi.

Stressin jakautuminen ja 3D-tulostus

On haastavaa ennustaa tarkasti, missä mekaaninen rasitus eniten vaikuttaa 3D-tulostettuun esineeseen. Insinöörit suorittavat monimutkaista matematiikkaa selvittääkseen tämän, kun työskentelet suurissa projekteissa, mutta voit käyttää intuitiota ratkaistaksesi tämän ongelman, kun työskentelet omien suunnitelmiesi parissa. Sinun täytyy vain kysyä itseltäsi, ovatko luomasi muodot vahvoja vai eivät.

Yllä oleva kuva on tästä hyvä esimerkki. Ilman minkäänlaista jäykistystä vasemmalla oleva kulmikas kappale olisi erittäin heikko ja taipuvainen katkeamaan, jos voimaa kohdistetaan jompaankumpaan päähän. Oikeanpuoleisessa kulmakappaleessa on tuki, joka ratkaisee tämän ongelman. Voit katsoa ammattiinsinöörien työtä saadaksesi käsityksen vahvimmista muodoista ja soveltaa niitä suunnitelmiisi.

Vahvojen 3D-mallien leikkaaminen 3D-tulostusta varten

Viipaloijaohjelmistossa valitsemasi asetukset ovat toinen tekijä, joka vaikuttaa 3D-tulostustesi vahvuuteen. Slicer-ohjelmisto voi olla pelottava, kun aloitat, mutta olemme eritelleet tärkeimmät asetukset, jotka on pidettävä mielessä, kun pyrimme parantamaan 3D-tulostesi vahvuutta.

3D-tulosteen täytön tiheys ja kuviot

3D-tulostimilla olisi aikaa vievää ja kallista luoda kiinteitä objekteja, ja useimmat viipalointiohjelmistot käyttävät oletuksena täyttöä objektien sisällä säästääkseen aikaa ja filamentteja. Täytön tiheys 20 % ja 30 % välillä on yleensä yhtä vahva kuin kiinteä esine, mutta tämän kynnyksen alapuolelle uppoaminen voi heikentää tulosteita.

Tiheys ei kuitenkaan ole ainoa huomioon otettava tekijä. Useimmat leikkurit tarjoavat myös mahdollisuuden valita erilaisia ​​täyttökuvioita 3D-tulosteillesi. Kuusikulmaiset täytökset ovat hyvin yleisiä, mutta 3D- tai satunnaistetut täyttövaihtoehdot ovat usein vahvempia. Parhaan tuloksen saamiseksi sinun tulee kokeilla leikkurisi täyttövaihtoehtoja.

Sopiva sisä- ja ulkoseinän paksuus

Vaikka 3D-tulostuksesi sisäpuoli ei ole kiinteä, sen ulko- ja sisäseinät ovat. Lisäseinien lisääminen paksuntaaksesi niitä parantaa 3D-tulostesi lujuutta rajaan asti, joten kannattaa kokeilla tätä vaihtoehtoa saadaksesi parhaat tulokset. Useimmat leikkurit varoittavat sinua, jos seinämäsi paksuus on liian korkea.

Oikean 3D-tulostussuunnan valitseminen

Kuten luultavasti tiedät, FDM 3D-tulostimet tulostavat kerroksittain. Kerrokset tarttuvat toisiinsa, mutta jokaisen kerroksen väliset sidokset ovat yleensä normaalin 3D-tulostetun kohteen heikoin osa. Voit ajatella tämän olevan samanlainen kuin puuntyöstö: ammattitaitoinen puuseppä työskentelee aina puun kanssa varmistaakseen, että kappaleet ovat vahvoja.

Voit muuttaa 3D-tulostesi suuntaa leikkurissa parantaaksesi niiden vahvuutta samalla tavalla. Varmistamalla, että stressi seuraa kerrosten suuntaa sen sijaan, että se menee niitä vastaan, pienennät tulostesi halkeamisen ja muiden ongelmien todennäköisyyttä.

Viimeistele 3D-tulosteet vahvuuden lisäämiseksi

Lopuksi, viimeisenä harkittavana alueena, on aika miettiä 3D-tulostuksen viimeistelymenetelmät joka voi tehdä esineistäsi vahvempia. On olemassa useita tapoja viimeistellä 3D-tulostettuja esineitä, mutta vain yksi lisää malleihisi vahvuutta: epoksihartsipinnoitteet.

Voit levittää epoksihartsia 3D-tulostettuihin objekteihin, kun ne ovat valmiit. Tämä lisää kovan kerroksen tulosteidesi ulkopuolelle ja piilottaa samalla tulostuksen aikana muodostuneet kerrosviivat. Tietenkin tätä tulisi kuitenkin käyttää muiden tämän artikkelin neuvojen rinnalla, ei sen korvaajana.

3D-tulosteiden vahvistaminen

Vahvuus on tärkeä näkökohta, kun tehdään melkein mitä tahansa. FDM 3D -tulostimilla on kyky tehdä uskomattoman vahvoja esineitä, mutta ne luottavat siihen, että käyttäjä saavuttaa täyden potentiaalinsa. Lyhyesti sanottuna tässä käsittelemämme tekniikat ovat loistava alku kaikille, jotka haluavat parantaa voimaa 3D-tulosteistaan, mutta sinun on myös käytettävä omaa luovuuttasi tähän ongelmaan saadaksesi parhaan tuloksia.