4 belangrijke ontwerpoverwegingen voor 3D-printen

Vrijheid van ontwerp is een van de belangrijkste voordelen van additive manufacturing. Omdat ontwerpen voor 3D-printen echter aanzienlijk verschilt van ontwerpen voor traditionele productie, vereist het een nieuwe benadering van ontwerptechniek. Om 3D-printbare te creëren, moeten ontwerpers en ingenieurs van hoogwaardige onderdelen daarom gewapend zijn met kennis van nieuwe benaderingen en vereisten bij het ontwerpen voor additive manufacturing. Hoewel de bijzonderheden van elke 3D-printtechnologie en elk materiaal hun specifieke ontwerpbenaderingen dicteren, zullen we in deze korte gids algemene ontwerpoverwegingen belichten die kunnen worden toegepast op alle 3D-printtechnieken.

En voor een gids voor enkele van de beste CAD-ontwerpsoftwaretools die er zijn, bekijk onze gids hier.

Belangrijke overwegingen bij het ontwerpen van 3D-afdrukbare onderdelen

1. Overhangen en steunen
Overhangen zijn de uitstekende delen van een constructie en komen vaak voor in complexere ontwerpen. Het belangrijkste punt om te overwegen bij het ontwerpen van onderdelen met uitsteeklengtes is de hoek, aangezien elke 3D-printer zijn eigen limieten heeft en het belangrijk is ervoor te zorgen dat de uitsteeklengten de toegestane waarden niet overschrijden.

De juiste hoek voor FDM en SLA mag bijvoorbeeld niet groter zijn dan 45 graden. Als de hoek groter is, hebben de overhangen extra steunen nodig om schade aan het onderdeel te voorkomen. Over het algemeen is het een goede gewoonte om het aantal uitsteeksels te verminderen, omdat dit de ondersteuningen beperkt en dus printtijd en materiaal bespaart. Dit maakt de nabewerking ook veel gemakkelijker.

2. Wanddikte

Het volgende cruciale punt waarmee tijdens de ontwerpfase rekening moet worden gehouden, is de wanddikte. Problemen met de wanddikte behoren tot de meest voorkomende ontwerpproblemen en kunnen afdrukfouten veroorzaken. Als de wanden van uw onderdeel te dun zijn, resulteert dit in een zeer kwetsbare print die gemakkelijk kan breken of beschadigen. Aan de andere kant veroorzaken te dikke muren interne spanningen, wat leidt tot ongewenste resultaten zoals scheuren.

Hoewel de aanbevolen minimale wanddikte meestal afhangt van het gebruikte materiaal en het algehele ontwerp van het 3D-model, is de algemene vuistregel om de wanden iets dikker te maken. Een wanddikte van meer dan 0,8 mm zorgt over het algemeen voor het succesvol printen van onderdelen met alle 3D-printmethoden.

3. 3. Krimp en kromtrekken

Het 3D-printproces omvat meestal veranderingen in het materiaal, omdat het op een andere manier wordt gesinterd, gesmolten of verwarmd. Meestal treden er echter problemen op als het materiaal afkoelt, omdat dit kromtrekken of krimpen veroorzaakt, wat op zijn beurt leidt tot scheuren en vervorming. Onderdelen met lange, vlakke oppervlakken zijn bijzonder gevoelig voor krimp omdat warmtebehandeling contractie in de lengte veroorzaakt.

Vervorming kan ook worden gegenereerd door scherpe hoeken, omdat ze fungeren als spanningsconcentratiepunten. Met het juiste ontwerp kunnen deze problemen echter worden vermeden. Overweeg om een ​​afgeronde rand toe te voegen in plaats van scherpe hoeken aan een 3D-model en probeer lange, platte oppervlakken te vermijden. Doordat de hoeken zijn afgerond, kan de spanning gelijkmatiger worden verdeeld. Filets kunnen ook worden ontworpen in een 3D-model om kromtrekken bij het contactgebied van een bouwplaat en het bodemoppervlak van een onderdeel te verminderen.

3. 3. 4. Bestandsresolutie

Om een ​​afdruk van goede kwaliteit te garanderen, is het belangrijk om rekening te houden met het detailniveau en de juiste resolutie voor uw onderdeel te kiezen. Uiteraard is het detailniveau afhankelijk van de 3D-printtechnologie en de gebruikte materialen. Het ontwerpen van een model met een extreem detailniveau kan er echter toe leiden dat 3D-printers een object simpelweg niet kunnen printen. Zorg er dus voor dat u details ontwerpt volgens de specificaties van uw 3D-printer.

Samenvattend

Een succesvolle print begint altijd met een correct ontworpen 3D-model. Andere belangrijke factoren waarmee ontwerpers rekening moeten houden, zijn het materiaal en het type 3D-printtechnologie dat zal worden gebruikt. De basisontwerpregels worden in veel opzichten bepaald door deze sleutelfactoren. Uiteindelijk zal het onderzoeken van ontwerpoverwegingen en vereisten de eerste stap zijn in het verzekeren van een succesvol drukproces.