Met gemak de naald inrijgen:minimale vezelafmetingen

Markforged composietfilamenten hebben ongelooflijke eigenschappen en kunnen een hoge sterkte en stijfheid toevoegen aan veel 3D-geprinte onderdelen. Zoals alle productieprocessen is composietversterkt 3D-printen echter beter geschikt voor bepaalde toepassingen die de voordelen van het specifieke proces kunnen benutten. Bij CNC-bewerkingen kan een vierkante vingerfrees bijvoorbeeld kenmerken met uitsparingen of sleuven produceren tot een minimale breedte, die wordt beperkt door de diameter van de geselecteerde vingerfrees, dus een CNC-frees blinkt uit in het produceren van kenmerken met uitsparingen die groter zijn dan het minimum maat.

Evenzo hebben Markforged composietfilamenten een vaste breedte wanneer ze worden geprint en kunnen ze vanwege ruimtelijke beperkingen alleen worden gebruikt om structuren te versterken die een minimale dikte overschrijden. Een veelvoorkomende ontwerpuitdaging die onze klanten tegenkomen bij het versterken van een onderdeel met composietfilamenten, is dat het onderdeel een smalle dwarsdoorsnedegeometrie heeft in een bepaald gebied dat geen ruimte overlaat voor onze composietfilamenten. Omdat het altijd efficiënter is om een ​​onderdeel vanaf het begin te ontwerpen met de mogelijkheden van het productieproces in gedachten, hebben we deze handige gids samengesteld met best practices voor het effectief ontwerpen van onderdelen voor composietversterkt 3D-printen.

Versterk tussen de regels

Markforged composietfilamenten moeten tussen de buitenste nylon schalen van een onderdeel kunnen vloeien, dus voldoende ruimte voor hen is van het grootste belang. Bij het versterken van een dunne sectie moet u een concentrische vezelring in Eiger gebruiken om ervoor te zorgen dat een enkel vezelpad door de smalle geometrie wordt gelegd. U kunt dit doen door het 'Concentric Fiber'-vezelpatroon in Eiger te gebruiken, of door het 'Isotropic Fiber'-vezelpatroon te gebruiken met ten minste één 'Concentric Fiber Ring' gespecificeerd, als u elders in het onderdeel extra versterking nodig heeft. In de onderstaande afbeelding heb ik eenvoudig het 'Concentric Fiber'-patroon gebruikt om een ​​enkel pad van Kevlar toe te voegen. Houd er rekening mee dat het specificeren van een aantal 'Concentrische vezelringen' Eiger vertelt om het onderdeel automatisch te versterken met maximaal dat aantal ringen als er ruimte is om dit te doen.

Als de dwarsdoorsnede van het onderdeel dat wordt versterkt een doorlopende lus mogelijk maakt (zoals in de afbeelding hierboven), kan een enkel vezelpad worden gelegd om het onderdeel te versterken. De breedte van een vezelpad is ongeveer 1 mm en met de twee nylon schaalpaden aan weerszijden van de vezel is de minimale dikte van het onderdeel dat kan worden versterkt ongeveer 2,9 mm. Dit is de minimale afmeting die u in uw ontwerp moet opnemen als u een gedeelte wilt versterken met composietvezel.

De hoek om

Maar hoe zit het met dunne secties die uit het hoofdgedeelte van een onderdeel steken en slechts aan één uiteinde met het onderdeel zijn verbonden? Dit scenario komt bijvoorbeeld veel voor bij schoepen, turbinebladen of propellers. In dit geval moet de vezel zichzelf terug verdubbelen om een ​​concentrische ring te maken.

In dit geval moeten twee vezelpaden in het uitstekende kenmerk passen. Zoals we eerder vermeldden, is elk vezelpad ongeveer 1 mm, wat resulteert in een minimale breedte voor een uitstekende eigenschap van 3,8 mm.

Verdere toepassingen

De vuistregel voor uitsteeksels die hierboven is beschreven, is het belangrijkst voor het projecteren van elementen die vezels nodig hebben op kritieke punten langs het uitsteeksel, namelijk tandwielen en tandwielen. Om ervoor te zorgen dat de tand van een tandwiel van de wortel tot aan de punt goed met vezels wordt versterkt, moet deze breder zijn dan de minimumdrempel van 3,8 mm aan de punt van de tandwieltand.

In het geval van kleinere tandwielen en tandwielen, kan vezels vaak helpen de tand te versterken, maar mogelijk niet helemaal tot aan de punt passen. Dit zal nog steeds resulteren in een tandwiel dat sterker is dan een puur plastic tandwiel, maar kan plaatselijk langs de tand zwakker zijn dan gewenst.

Samengevat, om een ​​onderdeel goed te versterken met vezels:

• De minimale onderdeelbreedte voor een dun gebied dat aan beide uiteinden is verbonden met een groter onderdeel is 2,9 mm
• De minimale deelbreedte voor een uitstekend element is 3,8 mm

Wilt u proberen uw eigen onderdelen met industriële sterkte te bedrukken? Vraag vandaag nog een demo van de Mark Two aan!