O modelo 3D que mais tarde será impresso em uma impressora 3D é diferente do modelo 3D projetado para fundição ou fresagem. Isso ocorre devido aos recursos técnicos da impressora 3D, dos quais você deve obter o benefício máximo ou ajustar as imperfeições da impressão.
Das reservas, observo que essas recomendações se referem principalmente ao método de impressão 3D FDM (FFF), no qual a haste de plástico é aquecida por uma extrusora móvel, formando a peça camada por camada.
O desenvolvimento de um modelo 3D começa com a criação de um esboço. Pode ser um desenho em papel, um protótipo de material, uma imagem mental etc. O que é importante prestar atenção ao criar esse esboço e o próprio modelo que analisaremos em detalhes.
Força da peça
Aqui e mais adiante no texto, existem vários subitens que devem ser levados em consideração simultaneamente, lembrados desde o início.
- Lembre-se da estratificação ou anisotropia do material: dividir uma peça em camadas é muito mais fácil do que transversalmente. Isso deve ser levado em consideração antes de decidir a localização do modelo 3D na mesa da impressora 3D.
- Adicione filetes. A perna do banco e a bancada na junção devem ter um canto arredondado. Além disso, quanto maior o raio do filete, mais forte a perna será fixada na bancada. Da mesma forma para várias partes do corpo. Modelando uma caixa? Arredondamos todos os ângulos retos. Não importa em que plano eles estejam. Mesmo onde é necessário um ângulo reto, fazemos um raio de 0,5 mm. A impressora passará mais facilmente por uma seção do que a não arredondada, não haverá impacto de uma parada repentina da extrusora, a peça não oscilará e outras vantagens.
- Espessura e preenchimento da parede. A resistência máxima com 100% de cobertura é um fato, mas se você precisar clarear uma peça ou economizar plástico, poderá fazer as configurações de impressão com uma espessura de parede muito maior, com o preenchimento muito menor. Isso funciona com peças que possuem orifícios para fixadores. Ao criar código de máquina para uma impressora, absolutamente todas as paredes externas são grossas, de modo que os prendedores serão cercados por uma camada plástica espessa e confiável de sua peça.
- Suporte. Esse elemento afeta a força pelo fato de que as camadas baseadas em suporte nem sempre são ideais na estrutura. Isso pode ser resolvido aumentando a espessura da parede, preenchendo, mas é melhor não dar suporte. O suporte é adicionado pelo cortador, dependendo do ângulo entre a parede da peça e o plano da mesa. Geralmente, o padrão é 60 graus, às vezes 45. Essa opção é selecionada experimentalmente para cada impressora 3D. Você pode verificar isso usando peças de teste especiais. Por exemplo, https://www.thingiverse.com/thing:2806295 - não se esqueça de desativar o suporte para verificar a qualidade real da impressão 3D na sua ausência. Por exemplo, você precisa imprimir um conector em forma de T para tubos. Os produtos fundidos formam uma forma de T. A impressão 3D torna o produto em formato de L ou Λ. No segundo caso, você pode até evitar o suporte, e a peça será mais forte devido a camadas localizadas em um ângulo de 45 graus em relação aos tubos. Na oficina, configuramos cortadores para cada máquina e perguntamos ao cliente sobre os requisitos de resistência e, dependendo disso, escolhemos uma impressora 3D para impressão.
Restrições geométricas
- A espessura da parede é limitada a partir de baixo pelo tamanho do bico da impressora 3D. Seu diâmetro é constante e, na grande maioria dos casos, é de 0,4 mm. Espessura menor - impressão 3D longa para a maioria das peças. O bico é maior - as ligações entre as camadas são menos fortes, os degraus entre as camadas são mais visíveis. Em geral, a espessura da parede deve ser um múltiplo de 0,4 mm; a impressora 3D pode fazer a parede com precisão em duas passagens (0,8 mm), em três passagens (1,2 mm), etc. Outras espessuras farão com que a impressora 3D deixe um espaço ou transbordamento, o que afeta negativamente a resistência e a aparência da peça impressa.
- Impressão 3D de cilindros e agulhas finas. Para a impressão 3D desses produtos, são necessárias configurações especiais da impressora 3D: baixa velocidade de impressão 3D, dê tempo para o resfriamento, caso contrário, essa estrutura será dobrada. Elementos finos em posição vertical devem ser evitados por todos os meios. Mesmo se forem impressos, serão muito frágeis. Faz sentido deixá-los apenas para fins decorativos, mas você precisa estar preparado para que a qualidade deles seja pior do que a qualidade de outros elementos da peça 3D.
- Impressão 3D de furos. Observo que se o furo for reto e passante, ele poderá ser perfurado, se for curvado e precisar de suporte, pode acontecer que seja impossível obter apoio.
- Ao modelar 3D, é importante considerar as dimensões da impressora 3D. Utilizamos impressoras 3D convenientes, uma mesa 250x250 mm, uma diagonal de 353 mm. É aqui que você precisa inserir as dimensões, se possível. Caso contrário, você deve solicitar uma impressora 3D industrial com uma grande área de impressão ou usar colagem, mas a montagem é melhor, pois o processo de montagem será controlado pelo desenvolvedor e não pelo assistente de impressão 3D.
- Uma pegada grande pode fazer com que as bordas descolem da mesa. Usamos cola especial, mas isso nem sempre ajuda. Periodicamente, somos abordados com reclamações de colegas no chão-de-fábrica de que, para eles, esses defeitos "menores", como uma borda curvada, não são um motivo para reiniciar a impressão 3D. Mas o engenheiro, que modela a peça em 3D, pode levar isso em consideração em seu trabalho e criar montagens ou peças 3D planas de paredes finas que "não têm força suficiente" para comprimir o contorno externo e elevar, como resultado, a aresta.
- As "torres" altas e finas podem ser mal obtidas devido às vibrações que ocorrem quando a impressora 3D está trabalhando mais perto do topo, também são possíveis trocas de camada.
Estabilidade de tamanho, precisão
- A impressão 3D precisa é um pássaro raro. Não quero falar a linguagem de engenharia aqui, mas a probabilidade de que uma estrutura composta complexa seja montada pela primeira vez é muito baixa. Aqui é bastante necessário levar em consideração o fato de que você pode modificar mecanicamente os detalhes.
- Os furos para fixadores são melhor executados com uma margem de 0,5 mm de diâmetro. Isso não reduzirá a força, os prendedores também não sairão devido às forças de aperto, mas se forem feitos sem margem, você definitivamente terá que perfurar. Reduzir o tamanho de um eixo grande,> 10 mm com lixa, é muito mais fácil do que fazer um furo para o qual é necessária uma broca enorme que corta paredes de plástico e quebra uma peça ou fica presa nela. Também é importante considerar que durante a perfuração, o plástico derrete e a broca pode derreter nele, tornando impossível a remoção. Houve casos.
- O encolhimento nem sempre é compensado, mais precisamente, é muito difícil de capturar, é desigual em diferentes direções, por isso é extremamente difícil de levar em consideração. É mais fácil imprimir uma versão de avaliação e fazer ajustes.
Se a aparência é importante
- Pense em como o assistente orientará a peça na mesa da impressora 3D. A impressão 3D é dividida em camadas, o que se manifesta claramente ao imprimir superfícies espaçadas da mesa horizontal em um pequeno ângulo. O esfolar levará um tempo longo e doloroso, porque você precisa cortar essa “escada” até as cavidades mais profundas dos “degraus”. É melhor colocar essas superfícies horizontalmente, por exemplo, sobre uma mesa ou aumentar o ângulo. Em alguns casos, até adicionar suporte estragando o lado errado economiza tempo e esforço no pós-processamento.
- Suporte. Em primeiro lugar, a superfície que suporta tem significativamente mais defeitos do que sem ela. Em segundo lugar, suporte fino e alto - fraco, instável, o que leva ao fato de que a parte de suporte pode ter defeitos graves ou falhar.
- Melhorando a qualidade da primeira camada. Precisa adicionar um chanfro. Mesmo quando não é necessário um ângulo agudo, recomendo adicionar um chanfro de 0,5 mm. Não será claramente visível, mas a borda será limpa.
O que você precisa saber para não se enganar ao solicitar impressão 3D
Se a aparência é importante
- A localização da peça na mesa. Lembre-se da anisotropia.
- Espessura e preenchimento da parede. O que você pode encontrar: preenchimento - 20% de células, que são visíveis através de uma parede externa fina, ou o preenchimento arrasta levemente a parede externa durante o encolhimento, mas é visualmente fácil determinar que há suporte no interior. Antes de tudo, um aumento na espessura da parede externa ou um aumento na densidade de enchimento ajuda aqui. Considere isso ao fazer o pedido.
Pós-processamento
A eliminação da graduação é alcançada por um método mecânico e químico. É possível usar massa de vidraceiro. Pintura acrílica disponível. Se a peça tiver uma estrutura de cores complexa, usamos uma impressora ProJet 4500 que funciona usando uma tecnologia diferente. Ele cola partículas de pó com cola colorida. Acontece muito bem.
Moral
Concluindo, gostaria de observar que essas recomendações e a experiência adquirida nos permitirão produzir peças usando o método de impressão 3D, que em suas propriedades não será inferior às peças fundidas, o que nos permite economizar fundos significativos na presença de uma impressora configurada e pequenos volumes de produção. Pela minha própria experiência, observo que mexer com a impressora, depurá-la, sabendo que “todas as rachaduras” é um tópico separado, sobre o qual falarei mais adiante. Concluindo, gostaria de pedir ao leitor para expressar uma opinião na pesquisa.