Заправка иглы с легкостью:минимальные размеры волокон

Композитные нити Markforged обладают невероятными свойствами и могут повысить прочность и жесткость многих деталей, напечатанных на 3D-принтере. Однако, как и все производственные процессы, 3D-печать с композитным армированием лучше подходит для определенных приложений, которые могут использовать преимущества конкретного процесса. Например, в операциях обработки с ЧПУ фреза с квадратной концевой фрезой может производить элементы с карманами или пазы до минимальной ширины, которая ограничена диаметром выбранной концевой фрезы, поэтому фрезы с ЧПУ превосходны в производстве элементов с карманами, превышающих минимальный размер.

Точно так же композитные нити Markforged имеют фиксированную ширину при печати и из-за пространственных ограничений могут использоваться только для усиления конструкций, толщина которых превышает минимальную. Распространенная проблема, с которой сталкиваются наши заказчики при армировании детали композитными нитями, заключается в том, что деталь имеет узкую геометрию поперечного сечения в определенной области, что не оставляет места для наших композитных нитей. Поскольку всегда эффективнее спроектировать деталь с самого начала, учитывая возможности производственного процесса, мы составили это удобное руководство по передовым методам эффективного проектирования деталей для 3D-печати с композитным армированием.

Укрепление между линиями

Кованые композитные нити должны иметь возможность протекать между внешними нейлоновыми оболочками детали, поэтому очень важно оставить для них достаточно места. При армировании тонкого сечения вам необходимо использовать концентрическое волокнистое кольцо Эйгера, чтобы гарантировать, что единственный путь волокна проходит через узкую геометрию. Вы можете сделать это либо с помощью структуры волокон «Концентрическое волокно» по Эйгеру, либо с помощью структуры волокон «Изотропное волокно» с указанием хотя бы одного «концентрического волоконного кольца», если вам нужно дополнительное армирование в другом месте детали. На изображении ниже я просто использовал узор «Концентрическое волокно», чтобы добавить единственный путь из кевлара. Обратите внимание, что указание количества «концентрических волоконных колец» указывает Эйгеру автоматически усиливать деталь с помощью указанного количества колец, если для этого есть место.

Если поперечное сечение армируемой детали допускает непрерывную петлю (как на изображении выше), то для армирования детали можно проложить единственный путь волокна. Ширина тракта волокна составляет приблизительно 1 мм, а с двумя путями нейлоновой оболочки по обе стороны волокна минимальная толщина части, которая может быть армирована, составляет приблизительно 2,9 мм. Это минимальный размер, который вы должны включить в свою конструкцию, если вы хотите армировать секцию композитным волокном.

Обращение за углом

Но как насчет тонких секций, которые выступают из основной части детали и присоединяются к детали только одним концом? Этот сценарий типичен, например, для лопаток, лопаток турбин или гребных винтов. В этом случае волокно должно удвоиться и образовать концентрическое кольцо.

В этом случае в выступающий элемент необходимо вписать два пути волокна. Как мы упоминали ранее, длина каждого пути волокна составляет примерно 1 мм, в результате чего минимальная ширина выступающего элемента составляет 3,8 мм.

Другие приложения

Эмпирическое правило для проекций, описанное выше, наиболее важно для проецирования элементов, которым необходимо волокно в критических точках вдоль выступа, а именно звездочек и шестерен. Чтобы зуб шестерни был должным образом усилен волокном на всем протяжении от корня до вершины, он должен быть шире минимального порогового значения 3,8 мм на вершине зуба шестерни.

В случае шестерен и звездочек меньшего размера волокно часто может помочь укрепить зуб, но может не подходить полностью к кончику. Это все равно приведет к тому, что шестерня будет прочнее, чем шестерня из чистого пластика, но локально вдоль зуба может оказаться слабее, чем хотелось бы.

Таким образом, чтобы правильно армировать деталь волокном:

• Минимальная ширина части для тонкой области, соединенной с большей частью на обоих концах, составляет 2,9 мм.
• Минимальная ширина выступающего элемента составляет 3,8 мм.

Хотите попробовать напечатать свои собственные промышленные детали? Запросите демонстрацию Mark Two сегодня!