Das 3D-Modell, das später auf einem 3D-Drucker gedruckt wird, unterscheidet sich von dem 3D-Modell, das zum Gießen oder Fräsen entwickelt wurde. Dies ist auf die technischen Merkmale des 3D-Druckers zurückzuführen, bei denen Sie entweder den maximalen Nutzen erzielen oder sich an die Druckfehler anpassen müssen.
Von den Vorbehalten stelle ich fest, dass sich diese Empfehlungen hauptsächlich auf das 3D-Druckverfahren FDM (FFF) beziehen, bei dem der Kunststoffstab durch einen beweglichen Extruder erwärmt wird und das Teil Schicht für Schicht bildet.
Die Entwicklung eines 3D-Modells beginnt mit der Erstellung einer Skizze. Dies kann eine Zeichnung auf Papier, ein materieller Prototyp, ein mentales Bild usw. sein. Was bei der Erstellung einer solchen Skizze und des Modells selbst zu beachten ist, werden wir im Detail analysieren.
Teilestärke
Hier und weiter unten im Text gibt es mehrere Unterpunkte, die von Anfang an gleichzeitig berücksichtigt werden müssen.
- Denken Sie an die Schichtung oder Anisotropie des Materials: Das Aufteilen eines Teils in Schichten ist viel einfacher als quer. Dies muss im Voraus berücksichtigt werden, indem die Position des 3D-Modells auf dem Tisch des 3D-Druckers festgelegt wird.
- Filets hinzufügen. Das Bein des Hockers und der Arbeitsplatte an der Kreuzung sollte eine abgerundete Ecke haben. Je größer der Radius des Filets ist, desto stärker wird das Bein auf der Arbeitsplatte fixiert. Ähnliches gilt für verschiedene Körperteile. Eine Box modellieren? Wir runden alle rechten Winkel ab. Es spielt keine Rolle, in welcher Ebene sie sich befinden. Selbst wenn ein rechter Winkel benötigt wird, machen wir einen Radius von 0,5 mm. Der Drucker kann einen solchen Abschnitt leichter passieren als ein nicht abgerundeter. Ein plötzlicher Stopp des Extruders hat keine Auswirkungen, das Teil schwankt nicht und andere Pluspunkte.
- Wandstärke und Füllung. Maximale Festigkeit bei 100% Deckung ist eine Tatsache, aber wenn Sie ein Teil aufhellen oder Kunststoff sparen müssen, können Sie die Druckeinstellungen viel größer machen, wobei die Füllung viel niedriger eingestellt ist. Dies funktioniert mit Teilen, die Löcher für Befestigungselemente haben. Beim Erstellen von Maschinencode für einen Drucker sind absolut alle Außenwände dick, sodass die Befestigungselemente von einer zuverlässigen dicken Kunststoffschicht Ihres Teils umgeben sind.
- Unterstützung. Dieses Element beeinflusst die Festigkeit dadurch, dass trägerbasierte Schichten nicht immer eine ideale Struktur aufweisen. Dies kann durch Erhöhen der Wandstärke und Füllen gelöst werden, es ist jedoch besser, überhaupt keine Unterstützung zu leisten. Je nach Winkel zwischen der Teilewand und der Tischebene wird der Slicer Unterstützung hinzufügen. Oft ist der Standardwert 60 Grad, manchmal 45. Diese Option wird experimentell für jeden 3D-Drucker ausgewählt. Sie können dies mit speziellen Testteilen überprüfen. Beispiel: https://www.thingiverse.com/thing:2806295 - Vergessen Sie nicht, die Unterstützung zu deaktivieren, um die tatsächliche Qualität des 3D-Drucks in Abwesenheit zu überprüfen. Beispielsweise müssen Sie einen T-förmigen Anschluss für Röhren drucken. Gussprodukte bilden eine T-Form. 3D-Druck macht das Produkt L oder sogar Λ-förmig. Im zweiten Fall können Sie sogar eine Unterstützung vermeiden, und das Teil wird aufgrund von Schichten, die sich in einem Winkel von 45 Grad zu den Rohren befinden, stärker. In der Werkstatt richten wir für jede Maschine Schneidemaschinen ein und fragen den Kunden nach den Festigkeitsanforderungen. Je nachdem, wählen wir einen 3D-Drucker zum Drucken aus.
Geometrische Einschränkungen
- Die Wandstärke wird von unten durch die Größe der Düse des 3D-Druckers begrenzt. Sein Durchmesser ist konstant und beträgt in den allermeisten Fällen 0,4 mm. Kleinere Dicke - langer 3D-Druck für die meisten Teile. Die Düse ist größer - die Bindungen zwischen den Schichten sind weniger stark, die Stufen zwischen den Schichten sind besser sichtbar. Im Allgemeinen sollte die Wandstärke ein Vielfaches von 0,4 mm betragen, dann kann der 3D-Drucker die Wand in zwei Durchgängen (0,8 mm), in drei Durchgängen (1,2 mm) usw. genau herstellen. Bei anderen Stärken hinterlässt der 3D-Drucker einen Zwischenraum oder Überlauf, was sich negativ auf die Festigkeit und das Erscheinungsbild des gedruckten Teils auswirkt.
- 3D-Druck von dünnen Zylindern und Nadeln. Für den 3D-Druck solcher Produkte sind spezielle 3D-Druckereinstellungen erforderlich: Geringe Geschwindigkeit des 3D-Drucks, Zeit zum Abkühlen, sonst wird diese Struktur gebogen. Vertikal stehende dünne Elemente werden auf jeden Fall vermieden. Selbst wenn sie gedruckt werden, sind sie sehr zerbrechlich. Es ist sinnvoll, sie nur zu dekorativen Zwecken zu belassen. Sie müssen jedoch darauf vorbereitet sein, dass ihre Qualität schlechter ist als die Qualität anderer Elemente des 3D-Teils.
- 3D-Druck von Löchern. Ich stelle fest, dass wenn das Loch gerade und durchgehend ist, es gebohrt werden kann, wenn es gekrümmt ist und Unterstützung benötigt, es sich herausstellen kann, dass es unmöglich ist, Unterstützung zu erhalten.
- Bei der 3D-Modellierung ist es wichtig, die Abmessungen des 3D-Druckers zu berücksichtigen. Wir verwenden praktische 3D-Drucker, einen Tisch 250x250 mm, eine Diagonale von 353 mm. Hier müssen Sie nach Möglichkeit die Abmessungen eingeben. Andernfalls müssen Sie entweder einen industriellen 3D-Drucker mit einer großen Druckfläche bestellen oder Kleben verwenden. Die Montage ist jedoch besser, da der Montageprozess vom Entwickler und nicht vom 3D-Druckassistenten gesteuert wird.
- Ein großer Platzbedarf kann dazu führen, dass sich Kanten vom Tisch lösen. Wir verwenden Spezialkleber, aber das hilft nicht immer. Wir werden regelmäßig mit Beschwerden von Kollegen in der Werkstatt angesprochen, dass für sie solche "geringfügigen" Mängel wie eine gekrümmte Kante kein Grund für einen Neustart des 3D-Drucks sind. Der Ingenieur, der das Teil in 3D modelliert, kann dies bei seiner Arbeit berücksichtigen und entweder Baugruppen oder dünnwandige flache 3D-Teile herstellen, die "nicht fest genug" sind, um die Außenkontur zu komprimieren und dadurch die Kante anzuheben.
- Hohe und dünne "Türme" können aufgrund von Vibrationen, die auftreten, wenn der 3D-Drucker näher an der Oberseite arbeitet, schlecht erhalten werden. Schichtverschiebungen sind ebenfalls möglich.
Größenstabilität, Genauigkeit
- Genauer 3D-Druck ist ein seltener Vogel. Ich möchte hier keine Ingenieursprache sprechen, aber die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine komplexe Verbundstruktur beim ersten Mal zusammensetzt, ist sehr gering. Hierbei ist eher zu berücksichtigen, dass Sie die Details dann mechanisch ändern können.
- Löcher für Befestigungselemente werden am besten mit einem Rand von 0,5 mm Durchmesser ausgeführt. Dies verringert nicht die Festigkeit, die Befestigungselemente hängen aufgrund der Anziehkräfte auch nicht heraus, aber wenn dies ohne Rand erfolgt, müssen Sie es auf jeden Fall bohren. Das Reduzieren der Größe einer großen Welle von> 10 mm mit Sandpapier ist viel einfacher als das Bearbeiten eines Lochs, für das ein großer Bohrer erforderlich ist, der in Kunststoffwände schneidet und ein Teil bricht oder darin steckt. Es ist auch wichtig zu berücksichtigen, dass der Kunststoff beim Bohren schmilzt und der Bohrer darin schmelzen kann, so dass es unmöglich ist, ihn zu entfernen. Es gab Fälle.
- Das Schrumpfen wird nicht immer ausgeglichen, genauer gesagt, es ist sehr schwer zu fangen, es ist in verschiedene Richtungen ungleichmäßig, daher ist es äußerst schwierig zu berücksichtigen. Es ist einfacher, eine Testversion zu drucken und dann Anpassungen vorzunehmen.
Wenn das Aussehen wichtig ist
- Überlegen Sie, wie der Assistent das Teil auf dem 3D-Druckertisch ausrichtet. Der 3D-Druck erfolgt in Schichten, was sich deutlich beim Drucken von Oberflächen zeigt, die in einem kleinen Winkel vom horizontalen Tisch entfernt sind. Das Häuten wird lange und schmerzhaft dauern, da Sie diese „Leiter“ bis zu den tiefsten Tälern der „Stufen“ abschneiden müssen. Es ist besser, solche Flächen entweder horizontal zu platzieren, beispielsweise auf einem Tisch zu liegen oder den Winkel zu vergrößern. In einigen Fällen spart das Hinzufügen von Support, der die falsche Seite verdirbt, Zeit und Mühe bei der Nachbearbeitung.
- Unterstützung. Erstens weist die Oberfläche, die es trägt, deutlich mehr Mängel auf als ohne sie. Zweitens dünne und hohe Unterstützung - schwach, wackelig, was dazu führt, dass das tragende Teil schwerwiegende Mängel aufweisen oder überhaupt versagen kann.
- Verbesserung der Qualität der ersten Schicht. Müssen eine Fase hinzufügen. Auch wenn kein spitzer Winkel benötigt wird, empfehle ich die Zugabe einer 0,5 mm Fase. Es wird nicht deutlich sichtbar sein, aber die Kante wird ordentlich sein.
Was Sie wissen müssen, um sich bei der Bestellung von 3D-Druck nicht zu irren
Wenn das Aussehen wichtig ist
- Die Position des Teils auf dem Tisch. Denken Sie an Anisotropie.
- Wandstärke und Füllung. Was Sie antreffen können: Füllen - 20% der Zellen, die entweder durch eine dünne Außenwand sichtbar sind, oder das Füllen zieht die Außenwand während des Schrumpfens leicht nach, aber es ist visuell einfach festzustellen, ob sich im Inneren Unterstützung befindet. Zuallererst hilft es, die Dicke der Außenwand zu erhöhen oder die Füllungsdichte zu erhöhen. Berücksichtigen Sie dies bei der Bestellung.
Nachbearbeitung
Die Beseitigung der Graduierung wird durch ein mechanisches und chemisches Verfahren erreicht. Es ist möglich, Kitt zu verwenden. Acrylmalerei vorhanden. Wenn das Teil eine komplexe Farbstruktur aufweist, verwenden wir einen ProJet 4500-Drucker, der mit einer anderen Technologie arbeitet. Er klebt Pulverpartikel mit farbigem Tintenkleber. Es stellt sich ziemlich gut heraus.
Moral
Abschließend möchte ich darauf hinweisen, dass diese Empfehlungen und die gewonnenen Erfahrungen es uns ermöglichen werden, Teile mit der 3D-Druckmethode herzustellen, die in ihren Eigenschaften den gegossenen Teilen nicht unterlegen ist, wodurch wir mit einem konfigurierten Drucker und kleinen Produktionsmengen erhebliche Kosten sparen können. Aus eigener Erfahrung stelle ich fest, dass das Herumspielen mit dem Drucker, das Debuggen und das Wissen um „alle Risse“ ein separates Thema ist, über das ich später berichten werde. Abschließend möchte ich den Leser bitten, in der Umfrage eine Meinung zu äußern.