Krimpen Voorkomen bij 3D-geprinte Delen: Expert Ontwerp Tips

Ontwerpen voor 3D-printen (DF3DP) is een blogserie die bewijste tips en technieken deelt voor elke FFF-printer. Ons doel is u te helpen kosten te verlagen, printtijd te reduceren, en het exacte deel te krijgen dat u wilt bij de eerste poging.

Als u ooit met een FFF-machine heeft geprint, heeft u waarschijnlijk grote of vreemd gevormde delen zien krimpen. Krimpen dwingt u tot post-processing, bijsnijden, of een oneffen basis te accepteren die plat had moeten zijn.

Krimpen is geen defect van een specifieke printer; het is een gevolg van thermische deformatie. Thermoplasten expanden bij hitte en krimpen bij afkoeling. Omdat FFF-lagen warm gedeponeerd worden en dan afkoelen, trekt elke nieuwe laag het al geharde materiaal. De geaccumuleerde spanning zorgt ervoor dat het deel krult of loslaat van de bouwplaat.

Twee praktische maatregelen aan de machine-kant houden het deel warm en voorkomen krimpen: een verwarmde bouwplaat en een verwarmde behuizing. Deze oplossingen houden de gehele print op een stabiele temperatuur, wat de krimp door afkoeling die krimpen drijft, elimineert. Adhesives (zoals wij gebruiken) en een geleidelijke afkoeling helpen ook, aangezien het deel aan de plaat blijft plakken terwijl het krimpt.

Echter, de meest effectieve strategie begint bij de ontwerpfase. 3D-printers hebben beperkingen net als elke andere productiemethode. Bijvoorbeeld, de kleinste afmeting die een FFF-machine kan produceren, wordt bepaald door de mondinggrootte en portaalnauwkeurigheid. Wanneer een ontwerp deze grenzen opzoekt, is krimpen bijna onvermijdelijk. De volgende vijf richtlijnen helpen u delen te ontwerpen die plat blijven tijdens het printen.

1. Gebruik Afrondingen en Afgeronde Vormen

Scherpe hoeken concentreren spanning. Wanneer een lange, dunne sectie krimpt, krullen de hoeken op, wat de klassieke "krul" produceert die in veel krimpvoorbeelden te zien is. Door scherpe randen te vervangen door afrondingen, verdeelt u de spanning over een groter oppervlak, wat de trek op elk enkel punt vermindert.

In ons teststuk snijdde het toevoegen van afrondingen aan elke hoek het krimpen bijna in helft. De afgeronde onderkant geeft ook een kleine lip die het verwijderen van de bouwplaat vergemakkelijkt.

Na de wijziging bleef het deel plat en vereiste alleen minimale post-processing.

2. Oriënteer het Deel met het Grootste Oppervlak Naar Beneden

Elke laag voegt meer materiaal toe dat wil krimpen. Als de doorsnede toeneemt naarmate u omhoog gaat, ervaren de lagere lagen een grotere trek van de lagen erboven, wat de krimpkracht vergroot. Printen met het grootste oppervlak op de bodem verdeelt de belasting meer gelijkmatig en vergroot het contactoppervlak met de bouwplaat, wat de adhesie verbetert.

We printten hetzelfde afgeknotte prisma omgekeerd, en het resultaat was een perfecte platte bodem – geen krimpen.

3. Voeg een Brim Toe

Een brim is een extra laag materiaal die de basis van uw deel omringt. Het vergroot de effectieve bodemoppervlakte en fungeert als een "buffer" die de spanningen absorbeert die het deel anders zouden oplichten.

Brimmens bieden ook een solide oppervlak voor ondersteuningsstructuren, wat ze voorkomt van krullen tijdens krimpen. De brim absorbeert het grootste deel van de krimp, waardoor het hoofddeel plat blijft.

4. Ontwerp een Custom Brim Wanneer Nodig

Standaard brim-instellingen komen soms tekort, vooral bij complexe vormen met onregelmatige contactpunten. In dergelijke gevallen, creëer een custom brim door kleine, afgeronde "stippeltjes" toe te voegen aan cruciale hoeken van het deel. Deze stippen vergroten het oppervlak in kritieke gebieden, wat de print veiliger ankeert.

Onze custom brims presteren even goed als de ingebouwde optie en zijn ideaal voor ingewikkelde ontwerpen.

5. Versterk de Bodemlagen met Composiet Vezel

Markforged's Mark Two kan continue vezel binnen een print leggen, wat de stijfheid en dimensionele stabiliteit dramatisch verhoogt. Het toevoegen van vezel aan de eerste paar lagen sluit de basis op zijn plaats, wat krimpen praktisch onmogelijk maakt.

Voor maximaal voordeel, plaats vezel aan zowel de bodem- als bovenafwerkingen – deze zandwichconstructie optimaliseert torsiesterkte, zoals beschreven in onze composiet-ontwerpgids.

Het versterkte teststuk bleef plat, zelfs zonder ontwerpwijzigingen.

Extra Tip: Print in Onyx voor Dimensionele Stabiliteit

Onyx is een micro-koolstof-versterkt nylon dat thermische deformatie beter weerstaat dan standaard nylon. Delen geprint in Onyx krimpen significant minder, wat een meer dimensioneel stabiel resultaat oplevert zonder de noodzaak voor vezelversterking.

Probeer deze technieken op de STL en MFP bestanden die we aanleveren en deel uw resultaten. Als u vragen of suggesties heeft voor toekomstige posts, mail ons op printstronger@markforged.com.