Герметизация FDM-деталей в Stratasys Insight: практическое руководство

Интересуетесь квалификацией нового дизайна, удерживающего жидкость, но боитесь трудоёмкой пост-обработки? Спокойно — есть Insight.

По мере эволюции аддитивного производства (AM) области применения бесконечны. Тем не менее, те, кто смотрит на AM для функционального прототипирования и конечных деталей, продолжают решать задачи на 25-летнем рабочем коне — технологии FDM (Fused Deposition Modeling). Огромные 85% рынка — это FDM, и неудивительно: она даёт точные функциональные детали из широкого спектра инженерных производственных пластиков.

Помимо преимуществ, FDM по своей природе пориста. Во многих приложениях это не критично. Для термоформовки пористость даже полезна. Но если нужно удерживать газ или жидкость (внутри или снаружи) — это явное ограничение. Когда пористость важна, старт с ПО Insight (входит в линейку Fortus) — лучший способ обеспечить успех приложения.

Геометрия сильно влияет на выбор техники или их комбинаций для герметизации детали под тесты и конечное применение. Использование Insight — лёгкий способ решить проблемы пористости на большинстве геометрий; сложные случаи могут потребовать трудоёмкой пост-обработки. Если вы экономны — вложите усилия в предварительную обработку STL в Insight с ULTEM, чтобы избежать ручных операций. И главное: в отличие от пост-обработки, этот подход не меняет геометрию детали.

Если вы знакомы с FDM, знаете, зачем нужна пористость. Если нет: модель может иметь неподдерживаемые зоны, где поддержки растворяются. Естественная пористость позволяет растворителю достичь поддержки и дренировать из скрытых зон. Иногда выщелачивание полезно. Запомните это.

Герметизация в Insight

Insight позволяет контролировать или устранять пористость, особенно для простых геометрий. Верно для удержания газа/жидкости при атмосферном давлении. На высоких давлениях/вакууме или сложных геометриях эффект ниже.

Первый шаг — ориентация сборки на платформе. Требует суждения и нужд приложения. Главное правило: ориентируйте деталь так, чтобы большинство поверхностей были вертикальными.

После определения оптимальной ориентации — добавьте множественные контуры к вертикальным стенкам (нижнее изображение). Фундаментально: дополнительные контуры заменяют растр, снижая/устраняя его. Растры создают воздушные зазоры, повышающие риск утечки (верхнее изображение).

На панели Groups настройте параметры для снижения воздушных зазоров:

1. Определите толщину стенки замером на каждом слое и расчётом: толщина = число контуров × ширина контура. Можно выбрать диапазон слоёв с одинаковой толщиной.
2. Создайте Custom Groups для каждой толщины и добавьте слои в группы. Внутри группы контролируйте число контуров и их ширины.
3. Включите Link Contours и задайте небольшой отрицательный зазор контур-контур где возможно. Создаёт непрерывные траектории, устраняя точки старт/стоп между контурами.

В примере: толщина стенки 0,100 дюйма, 5 контуров по 0,020 дюйма, Link Contours включён, зазор -0,001. Альтернативно — глобальные Contour Width и Link Contours через меню Toolpath Setup.

Примечание: Изменение параметров может менять время сборки и расход материала. Лучшая практика — запустить «зелёный флаг» как контроль, зафиксировать оценку времени и материала до изменений.

Теперь растры: по умолчанию угол растра 45° с чередованием дельты 90°. Эти зоны разворота оставляют пути/воздушные зазоры через слои — чёрные треугольники где растры встречают внутренние края контуров.

Выбор Parallel Offset Rasters меняет три параметра в Insight:

1. Вариация числа контуров на каждом слое для маскировки разворотов растра. Работает даже если уже настроены множественные контуры.
2. Позиционирование траекторий растра параллельно смежным слоям (дельта 0°).
3. Смещение траекторий растра для перекрытия швов предыдущих слоёв.

Это даёт отличную отправную точку для обработки STL под FDM-герметизацию. Есть статья о других пост-обработках для следующего уровня герметизации — но осторожно, они меняют геометрию.