Wie lässt sich der Einfluss verschiedener Druckmethoden auf die Materialfestigkeit abschätzen?

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Ich werde ein Teil in 3D drucken, das aufgrund seiner Verwendung bestimmte Festigkeitsanforderungen erfüllen muss. Ich weiß, wie stark ein bestimmter Kunststoff (z. B. Druck- / Zug- / Scherfestigkeit) ist, wenn er in einem festen Stück behandelt wird, aber nicht, wenn er in 3D gedruckt wird. Was ist ein guter Weg, um die Änderung abzuschätzen?

print-strength GiantCowFilms
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Ich stimme dafür, diese Frage als "unklar, was Sie fragen" zu schließen, da sie kein bestimmtes Teil, bestimmte Anforderungen, einen bestimmten Druckprozess, ein bestimmtes Material usw. identifiziert. Wir können diese Frage möglicherweise nicht in einem nützlichen Fall beantworten Weg, ohne genau zu wissen, was Sie erreichen wollen.
Tom van der Zanden
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@ TomvanderZanden Ich fand, dass dies weniger nützlich wäre, wenn ich bestimmte Technologien erwähnen würde. Ich sehe nicht ein, wie dies allgemein nicht zu beantworten ist.
GiantCowFilms
Sie müssen ein DOE (Design of Experiments) durchführen.
Fernando Baltazar

Antworten:

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Es ist schwer zu sagen, ohne das Teil tatsächlich zu testen. Es gibt viele Möglichkeiten, wie Sie ein Teil in 3D drucken können, auch auf derselben Maschine, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.

Hier sind einige Tipps, um die Anforderungen an die Festigkeit zu erfüllen:

  • Identifizieren Sie, wo sich Ihre Spannungen befinden, und vermeiden Sie, dass die natürliche "Körnung" des Drucks (dh jede Schicht) mit den Spannungen des Teils übereinstimmt. Zum Beispiel habe ich heute gerade ein Teil mit Scharnieren gedruckt. Ich habe mein Teil so eingestellt, dass das kreisförmige Profil des Scharniers auf jeder Schicht liegt, anstatt dass die Maschine das kreisförmige Profil "überbrückt".
  • Machen Sie Ihren Teil fester, indem Sie die Füllung erhöhen. Beachten Sie, dass etwa 35% bei einem Standard-Füllmuster (z. B. Sechseck, Diamant, Catfill) nicht viel mehr Festigkeit bieten als etwa 50%. Ich würde mir jedoch vorstellen, dass wenn ein sphärisches Füllmuster jemals entworfen würde, dies das stärkste wäre.
  • Eine einfache Möglichkeit, kleine Bereiche eines Teils aufzuwerten, besteht darin, die Shell-Variable zu erhöhen (wie viele Profilebenen für jede Ebene). Unter Bezugnahme auf mein Scharnierdesign stellte ich erneut sicher, dass meine Scharniere vollständig mit Schale anstelle von Schale / Füllung gedruckt wurden.
  • Haben Sie keine Angst vor Nachbearbeitungen wie dem Hinzufügen von Epoxy / Epoxy in Bereichen mit hohem Stress.

Wenn das Drucken nicht teuer ist, würde ich empfehlen, selbst mit einigen dieser Ideen zu spielen und kontrollierte Tests durchzuführen, um festzustellen, welche Setups für Ihre Anwendung (en) am besten geeignet sind.

tbm0115
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"Beachten Sie, dass irgendwo um die 35% nicht viel mehr Stärke bieten als etwa 50% mit einem Standard-Füllmuster" - Woher haben Sie diese Zahl? Ich habe immer gehört, dass das Limit bei etwa 60% liegt, und habe es mindestens einmal schriftlich gefunden ... aber ich habe keine unabhängigen Tests durchgeführt, um die Informationen zu überprüfen, daher würde ich mich freuen, korrigiert zu werden, wenn ich falsch liege.
Mac
Das geht aus einigen MakerBot-Berichten hervor. Ich nehme an, dass diese Aussage auch von der Größe des Teils abhängt. Es läuft normalerweise auf die Größe des "Totraums" jeder Zelle im Füllmuster hinaus. Ich glaube, mein Kommentar
bezieht
"auch abhängig von der Größe des Teils" - Interessant ... ich muss darüber nachdenken. Intuitiv würde ich "nein" sagen, da die Größe nur die Anzahl der Zellen in der Füllung ändert, nicht ihre Abmessung. Für eine Probeneinheit der Füllung sollten daher die Dichte des Materials und die Ausrichtung der Zugvektoren genau gleich bleiben das gleiche ... aber ich habe das Gefühl, dass mir etwas Offensichtliches fehlt. Trotzdem danke für die schnelle Antwort! :)
Mac
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Dies ist eine gute Frage, die nicht genügend Aufmerksamkeit der Forscher erhalten hat. Menschen drucken regelmäßig verschiedene Objekte, einige davon mit Festigkeitsanforderungen, und der Bedarf an einer Methode zur Festigkeitsschätzung ist hoch.

Ein guter experimenteller Weg, um die Änderung abzuschätzen, besteht darin, ein COTS-gegossenes Kunststoffobjekt zu finden, sei es ABS oder PLA oder was auch immer, 3-5 Teile zu kaufen, es dann zurückzuentwickeln, das Design zu kopieren und es 3-5 Mal in verschiedenen Ausrichtungen zu drucken. Dann müssen Sie damit beginnen, Ihre Objekte auf eine Weise zu zerstören, die Ihren Bedürfnissen entspricht. Wenn Ihre Teile unter Druck stehen würden - zerdrücken Sie sie, wenn Sie sie dehnen - reißen Sie sie auseinander und messen Sie die erforderliche Festigkeit. Vergleichen Sie dann und erhalten Sie die relative Stärke, die Sie für Ihre Berechnungen weiter verwenden können. Sie werden feststellen, dass die Haftung zwischen FDM-Schichten viel schwächer ist als die Stärke der Bindungen in der Ebenenebene. Sie haben also zwei Koeffizienten - einen für die Z-Achse und einen für XY (beachten Sie, dass die Druckereinstellungen das Ergebnis stark beeinflussen können Jeder Koeffizient ist eine Funktion der Druckparameter. Kann'

Wenn Sie kein Fan eines gründlichen wissenschaftlichen Ansatzes sind, können Sie Ihr Teil einfach ausdrucken und es so oft wie nötig unter Ihren Zielbedingungen testen. Oder machen Sie eine Gussform, dann einen festen Gegenstand.

ZuOverture
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Wir haben auch Probleme, alle Auswirkungen des Wetters auf Drucke zu bestimmen - hohe Luftfeuchtigkeit oder Temperatur können zu unerwarteten Druckstärken führen.
Trish