Оптимизация толщины стенок для успешной 3D-печати

3D-печать — одна из самых быстрых разработок в недавние годы по сравнению с традиционными методами обработки, и она становится более удобной и затратоэффективной. У нее много ключевых факторов. Такие как материальные факторы, технология печати, разрешение файла модели, толщина стенок и т.д. Толщина стенок часто является начальным этапом дизайна и должна быть самым необходимым фактором для рассмотрения, так как вы узнаете только после завершения печати, что неподходящая толщина стенок расстроит вас.

Что такое толщина стенки?

Толщина стенки — очень важная концепция в 3D-печати, толщина стенки — это расстояние между внутренней и внешней поверхностью модели, минимальная толщина стенки напрямую определяет прочность напечатанного изделия и даже определяет, можно ли напечатать изделие. Разумная толщина стенки может использоваться для множества выгод, включая оптимизацию структуры, экономию затрат, избежание различных аварий и т.д. Она может не только идеально показать ваш дизайн, но и заставить его лучше работать в деле.

Почему вы должны учитывать правильную толщину стенки?

Толстая толщина стенки несомненно лучший выбор для деталей в некоторых особо высокопрочных операционных средах. Однако уменьшение толщины стенки кажется более затратоэффективным, и выгоды более тонкой толщины стенки могут быть еще более выраженными, когда функция и прочность детали не компрометируются. Например:

1. Экономия времени и затрат на печать, позволяя более быстрое остывание и достижение более высоких коэффициентов выхода.

2. Деформация (warping) от процесса остывания во многом избегается.

3. Меньший вес позволяет более легкую транспортировку и управление.

Замечательно, толщина стенки детали не «чем тоньше, тем лучше», а лучший выбор — уменьшить ненужную толщину стенки в соответствии со структурой и формой разных требований, учитывая трудность печати и требования детали, гарантируя ее функциональность.

Последствия неподходящей толщины стенки

3D-напечатанные детали часто имеют тонкие стенки, которые гнутся, и детали, которые деформируются, либо потому, что стенки слишком тонкие, либо потому, что поддерживающие структуры не используются для удержания детали на месте во время процесса печати. Поскольку принтеры работают слой за слоем, важно убедиться, что слои находятся в стабильном контакте друг с другом и имеют дополнительную поддержку во время процесса печати, как при строительстве здания, нам нужно, чтобы бетон был плотно связан и арматура поддерживала его.

(1) Деформация (Warping)

Деформация относится к процессу печати, нижние углы объекта появляются изогнутыми вверх, легкое заставит объект деформироваться, а тяжелое заставит объект отсоединиться по пути печати так, что печать полностью провалится. Причина деформации — усадка печатающего материала, когда он остывает после выхода из высокотемпературного сопла, и если усадка вокруг большого объекта больше при печати, появится деформация. Материал ABS более подвержен усадке, чем PLA, поэтому печать больших объектов из ABS — очень трудная вещь.

(2) Скручивание (Curling)

Скручивание — распространенная проблема в процессе 3D-печати, которая из-за принципа теплового расширения и усадки печатающего материала делает модель и печатную платформу в контакте с нижним краем более склонными к деформации, или даже отсоединению от платформы, легкое влияет на эффект печати, вызывая деформацию низа модели, тяжелое приведет к неудаче печати.

Выбор единообразной толщины стенки

Единообразная толщина стенки очень необходима для процесса остывания 3D-печати. Соединяя детали с большой разницей в толщине в определенных избыточных частях, тогда эта деталь, вероятно, деформируется, треснет, будет чайником или даже повлияет на целое в процессе остывания. Чтобы избежать эффектов из-за напряжения и усадки, последовательная и единообразная толщина стенки — лучший выбор, даже если единообразная толщина стенки не может быть гарантирована, то постепенно изменяющаяся толщина стенки — хороший подход.

4 фактора для рассмотрения при проектировании толщины стенки

(1) Материал

У каждого материала свои присущие свойства, есть хрупкие, есть прочные, есть глянцевые, есть шершавые, есть легкие, есть тяжелые и так далее. Разные материалы имеют разные принципы проектирования

Разные материалы используют разные технологии печати, ABS / PLA используют FDM; нейлон, алюминий используют SLS; смола использует SLA или DLP. Различные технологии печати создают разный поверхностный эффект, есть момент, что разные принтеры технологии печати имеют разное пространство размера печати, методы пост-обработки печати разные, некоторые сложные, некоторые простые

(2) Рабочая среда и функция продукта

Рабочая среда продукта высокая температура, высокая влажность?

Будет ли продукт долго подвергаться воздействию солнца и ветра?

Нужно ли продукту работать в высоконагруженной среде?

Нужно ли продукту быть прозрачным или иметь хорошие оптические свойства?

Нужен ли продукту указанный цвет, будь то цвет самого материала или достигнутый путем распыления краски?

(3) Дизайн продукта

Форма и размер продукта, ребра жесткости, скругленные углы, фаски и переходы все ссылаются на толщину стенки. Толщина стенки продукта зависит от конечного спроса продукта и внешней силы, которую продукт должен выдерживать, будь то под давлением других деталей или нужно использоваться как поддерживающая деталь для других деталей. Толщина стенки определяется на основе начального дизайна продукта для симуляции сценария, когда он фактически работает, вес, свойства, электрические свойства, стабильность, размерная точность и требования сборки конечного продукта.

(4) Стоимость

Тонкая стенка — самый материалосберегающий вариант, но это также потенциально самый затратный вариант, потому что высокая вероятность, что изделие, напечатанное для экономии стоимости материала, не удастся. Перепроектирование и печать не только тратят больше материала, но и тратят драгоценное время. Проектирование и печать толщины стенки изделия на основе его размера, мощности и рабочей среды несомненно лучший вариант, если оптимальная толщина стенки может быть определена на основе этих.

Заключение

После рассмотрения всего вышесказанного, я верю, что у вас есть подходящий выбор материала и толщины стенки. Конечно, перед тем как ваше решение будет финализировано, вы все еще можете сделать запросы к нашим инженерам и мы порекомендуем вам больше кандидат-материалов и детальные решения обработки. Свяжитесь с WayKen и получите наш совет.