5 tips om sterke 3D-afdrukken te maken

Structurele integriteit bij 3D-printen is belangrijk, aangezien 3D-prints tijdens het functioneren niet mogen instorten. 3D-printen is een populair productieproces met brede acceptatie vanwege de kwaliteit die het levert. Wat betreft het verbeteren van de sterkte van 3D-geprinte onderdelen, zijn er veel dingen die meespelen.

Dit artikel geeft informatie over het maken van sterke 3D-afdrukken en is handig voor mensen die een persoonlijke 3D-printer hebben of willen uitbesteden aan rapid prototyping-services. Als u een persoonlijke 3D-printer heeft, leert u hoe u de instellingen kunt aanpassen om de beste resultaten te bereiken. Als u uw projecten wilt uitbesteden, krijgt u informatie over verschillende materialen en recente nabewerkingstechnologieën die u een idee geven hoe u beter kunt communiceren met de prototypedienst. Bekijk een vereenvoudigde versie van hoe u 3D-geprinte onderdelen sterk kunt maken.

Printerinstellingen aanpassen

Het hebben van een 3D-printer voor uw persoonlijke werken is efficiënter en effectiever bij het vervaardigen van persoonlijke producten. Tenzij u echter diep in 3D-printen bent met kennis over het gebruik ervan, kunt u een beetje moeite hebben met het maken van een sterke 3D-afdruk. Er zijn veel instellingen op uw 3D-printer die u kunt aanpassen voor een hoogwaardige en sterke afdruk. Hieronder leest u hoe u er sterke 3D-afdrukken mee kunt maken.

Infill-dichtheid verhogen

Een manier om de sterkte van een 3D-print te vergroten, is door de inwendige dichtheid te vergroten. De inwendige dichtheid varieert van 0% tot 100%, waarbij nul staat voor volledig hol en 100 voor volledig massief.

Theoretisch zou het hebben van een opvuldichtheid van 100 uw 3D-afdruk erg sterk moeten maken. Vrijwel de meeste ontwerpers hebben echter gemerkt dat alles boven de 70% een kleinere impact heeft op het versterken van de 3D-print. In plaats daarvan is er een enorme toename in filamentgebruik, printtijd, kosten en belasting van de 3D-printer.

Opmerking:zorg voor een opvuldichtheid van ten minste 20% voor sterkte en pas, indien mogelijk, de wanddikte aan (hieronder uitgelegd) voordat u de opvuldichtheid verhoogt.

Verhoog de wanddikte

De wanddikte van een 3D-geprint materiaal wordt gemeten door "Wall Line Count" en "Outer Line Width". Het laat zien hoe dik de muur is en hoe groter deze een cruciale manier is om sterke 3D-prints te maken. Toenemende wanddikte zal de sterkte vergroten, aangezien 3D-geprinte onderdelen meer aan de buitenkant worden belast dan aan de binnenkant.

Het vergroten van de wanddikte versterkt niet alleen het geprinte materiaal, maar verbetert ook de overhangen (geometrische vormen in 3D-modellen die moeilijk te printen zijn) en de waterdichtheid.

Let op:Voor een regulier product minimaal een wanddikte ≥ 1,2mm hebben. Je kunt het dan verhogen voor meer kracht.

Gebruik dunnere lagen

Het gebruik van een dunne laag zal leiden tot een betere hechting en dichtheid tussen opeenvolgende lagen, wat 3D-geprinte onderdelen versterkt. Ontwerpers hebben gezegd dat een diepte van 0,1 mm (100 micron) de sterkte zal maximaliseren. Er is echter ook een aanvullende toename van de afdruktijd.

Gebruik een sterk opvulpatroon

Een andere manier om 3D-prints te versterken is door het juiste invulpatroon te gebruiken. Infill-patronen werken met infill-dichtheid en dienen als interne ondersteuningsstructuur voor 3D-prints. Ze voegen ook wat stijfheid toe aan het onderdeel en voorkomen vervorming van de muur. Voor het maken van sterke 3D-afdrukken met opvulpatronen, moet u een dicht opvulpatroon gebruiken van 30-50%.

Het type opvulpatroon dat u gebruikt, bepaalt ook hoe sterk de 3D-print zal zijn. Hieronder staan ​​drie vullingen die je kunt proberen:

· Driehoekig opvulpatroon

Driehoekige opvulpatronen zijn sterk omdat ze minder kans hebben op vervorming en ze bieden de beste ondersteuningsstructuur. De meeste 3D-enthousiastelingen schrijven dit toe aan driehoeken als de sterkste vorm.

Het gebruik van een driehoekige vulling verbetert ook de printsnelheid door de rechtlijnige beweging van de printkop. Daarom maken kracht en snelheid driehoekige vullingen de beste keuze voor veel 3D-enthousiastelingen.

· Rechthoekig opvulpatroon

Rechthoekige vullingen kunnen een vullingsdichtheid van 100% bereiken dankzij hun raster van parallelle en loodrechte extrusies. Net als de driehoekige vulling heeft deze ook een hoge printsnelheid dankzij de rechtlijnige beweging van de printkop.

· Zeshoekig opvulpatroon

Ze hebben mozaïek zeshoeken en de hoogste sterkte-gewichtsverhouding. In tegenstelling tot de vorige twee opvulpatronen, is het afdrukken traag omdat de printkop voortdurend van richting verandert, maar ze zijn ook effectief in het versterken van 3D-afdrukken.

Debiet aanpassen

Het aanpassen van het debiet kan ook een ideale methode zijn om 3D-geprinte onderdelen sterk te maken. Als u deze methode gebruikt, moet u echter voorzichtig zijn, zodat u geen onder- en overextrusie veroorzaakt. Daarom zorgen de meeste ontwerpers ervoor dat ze slechts kleine wijzigingen aanbrengen.

U kunt het debiet voor het volgende aanpassen:

• Wandstroom (buitenmuurstroom &binnenmuurstroom)
• Invulstroom
• Ondersteuningsstroom

U kunt de stroomsnelheid aanpassen om 3D-afdrukken te versterken. De meeste mensen passen de stroomsnelheid echter aan om andere problemen met 3D-printen op te lossen, zoals het onvermogen om een ​​volumetrische stroom te bereiken en om de nauwkeurigheid te verbeteren.

Wijzig de lijnbreedte

Volgens Cura, een populaire slicer, kun je je 3D-prints versterken door de lijnbreedte aan te passen tot een even veelvoud van de laaghoogte. U moet echter voorzichtig zijn, aangezien deze instelling rechtstreeks verband houdt met extrusie, d.w.z. een enorme verandering in lijnbreedte kan leiden tot over- en onderextrusie.

Verminder koeling

Koeling is een belangrijk proces bij 3D-printen dat de hechting van lagen na het uitharden beïnvloedt. Snelle afkoeling kan de hechting verminderen doordat een volgende laag niet met een andere kan hechten. De koeling is echter ook afhankelijk van het materiaal dat u gebruikt. PLA werkt bijvoorbeeld het beste onder de werking van een sterke koelventilator. Daarom moet u de afkoelsnelheid verlagen op basis van het materiaal waarmee u werkt.

Selecteer sterk materiaal om sterke 3D-afdrukken te maken

Bij 3D-printen zijn er enkele materialen waarvan bekend is dat ze zwak zijn. Daarom kan het maken van een sterke 3D-print gaan over het gebruik van sterke 3D-printmaterialen. Er zijn drie belangrijke materialen met eigenschappen die synoniem zijn aan sterkte.

ABS

ABS is een geweldig 3D-printmateriaal voor het maken van sterke 3D-prints die niet geschikt zijn voor zwaar gebruik. Het is een thermoplast met taaie en lichte eigenschappen, waardoor het een topkunststofpolymeer is in 3D-printen.

PLA

PLA is een duur 3D-printmateriaal dat geschikt is voor prints met intensief gebruik en een hoge resolutie. Het heeft een treksterkte van 7250 psi, maar degradeert bij blootstelling aan licht.

PETG

Dit is een nieuw filament dat recentelijk aan populariteit wint vanwege zijn sterkte. Het heeft een treksterkte van ongeveer 4100-8500 psi, waardoor het sterker is dan PLA en zwakker dan ABS. Het is echter minder flexibel dan PLA en meer dan ABS.

Het juiste materiaal kiezen

Om het juiste materiaal van de drie te kiezen, moet je rekening houden met de weerstandskracht, hechting tussen later, buigkrachten, stijfheid en het vermogen om schokken te weerstaan. Hieronder is een vergelijking van de drie in termen van elk:

• Weerstandskracht:PETG> PLA> ABS
• Verlijming tussen lagen:PETG> ABS en PLA
• Buigkracht:ABS> PETG> PLA
• Schokbestendigheid:ABS =PETG> PLA

Bekijk het artikel op RapidDirect voor meer informatie over de verschillen tussen PLA en ABS.

Bepaal de oriëntatie van het onderdeel

Een andere manier om 3D-prints te versterken is het gebruik van onderdeeloriëntatie. Onderdeeloriëntatie is de positionering van een onderdeel op de 3D-printer. 3D-printers werken door dunne lagen gesmolten materiaal op een geleidelijk toenemende hoogte af te zetten. De geleidelijke toename in hoogte vormt de driedimensionale delen. Bij de afzetting van een laag hecht het zich aan de vorige laag. De interface tussen de twee lagen is echter een zwak punt en 3D-prints breken op deze interfaces.

Een goede manier om dit te begrijpen is door een beugel te maken die voor een plank wordt gebruikt. Wat u zult opvallen, is dat de grootste kracht naar beneden zal werken waar de beugel aan de plank wordt bevestigd. Daarom is het beter om op een zijde te printen met een interface die tegengesteld is aan de kracht.

Als de oriëntatie van het onderdeel een uitdaging is, moet u materialen gebruiken die een betere hechtingsneiging hebben, bijvoorbeeld PETG. Houd er ook rekening mee dat de oriëntatie van het onderdeel van invloed is op het gladste afdrukoppervlak en op de afdrukkosten vanwege de vereiste voor veel materialen.

Epoxycoating aanbrengen op 3D-afdrukken

Dit is geen directe manier om sterke 3D-prints te maken, zoals het gebeurt na het printen. Het gaat om het gebruik van epoxy/polyepoxide om 3D-prints te versterken. Epoxycoating is een onoplosbare oppervlaktecoating gemaakt van een verharder en epoxycoating. Het is bestand tegen oplosmiddelen, duurzaam en sterk, waardoor het een geschikte manier is om materialen zoals PLA, ABS en SLA te coaten.

Het aanbrengen van een epoxycoating op 3D-prints is een gemakkelijke taak. Volg de onderstaande stappen om te zien hoe u dit kunt doen:

• 3D print het product volgens het productontwerp
• Laat het afkoelen en maak het oppervlak schoon.
• Giet een klein deel in een kopje en verwarm het om een ​​stroperige vloeistof te krijgen
• Breng met een kwast de epoxycoating met een kwast aan op het model zonder dat de coating langs de zijkant naar beneden druipt. Gebruik ook kleine borstels om toegang te krijgen tot spleten en hoeken.
• Laat de 3D-print drogen.

U hoeft niet veel te gebruiken, omdat een beetje van de verharder de afdruk kan coaten en versterken. Door epoxycoating aan te brengen op de 3D-print wordt deze sterker en krijgt deze een helder en glanzend oppervlak.

Andere overwegingen om 3D-geprinte onderdelen sterk te maken

Het tweaken van de 3D-printerinstellingen is niet de enige manier om een ​​3D-afdruk sterk te maken. Afgezien van de epoxycoating, die een nabewerkingsmethode is, zijn er andere methoden die u kunt gebruiken. Hieronder staan ​​twee belangrijke recent populaire methoden.

3D-afdrukken gloeien

Gloeien is een methode die 3D-prints ter versteviging aan een temperatuurstijging onderwerpt. Volgens de test zou gloeien na gebruik ongeveer 40% sterker worden. Het is compatibel met materialen zoals PLA, ABS, PETG en ASA.

Gloeien is belangrijk bij het versterken van 3D-prints, omdat de structuur van plastic het vatbaar maakt voor falen. Vóór 3D-printen hebben kunststoffen een amorfe/ongeorganiseerde microstructuur. Wanneer je de 3D-prints echter verwarmt, reorganiseert de amorfe structuur zichzelf tot een kristallijne vorm, waardoor dergelijke 3D-prints snel kunnen falen.

Gloeien is hier essentieel omdat het de kristallijne structuren van 3D-prints verandert van grote naar kleine kristallen. U kunt het plastic polymeer of het afgewerkte 3D-geprinte product uitgloeien. Om het plastic polymeer of de 3D-geprinte onderdelen te gloeien, verwarmt u het tot een temperatuur boven het glasovergangspunt en onder het smeltpunt.

Het galvaniseren van plastic 3D-afdrukken

Galvaniseren is een populaire methode omdat het praktisch en betaalbaar is. Het gaat om het aanbrengen van de 3D-print in een elektrolyt en een platerend metaal (populaire industriële metalen zijn zink, chroom en nikkel. Wanneer een elektrische stroom door de elektrolyt wordt geleid, vormt het metaalion een coating rond de 3D-print. Dit leidt tot de vorming van duurzame en duurzame 3D-prints.

Hoewel het geschikt is voor dit doel, is het nadeel dat het veel lagen nodig heeft om betere 3D-onderdelen met een hoge sterkte te maken.

Conclusie

Een sterke 3D print is er een die niet bezwijkt bij gebruik, waardoor je weet hoe je sterke 3D prints maakt. Erg belangrijk. Er zijn drie manieren om 3D-prints te versterken. Een daarvan is tijdens het proces zelf (door de instellingen van de 3D-printer aan te passen), het gebruik van de juiste materialen en nabehandelingen. Met behulp van een van de methoden heb je de kans om sterke 3D-afdrukken te maken of te praten met of te communiceren met de prototyping-service over hoe je 3D-geprinte onderdelen kunt versterken.

RapidDirect – Biedt aangepaste 3D-afdrukservices

3D-printen is een populaire methode die wordt gebruikt vanwege de kwaliteit, efficiëntie en effectiviteit, en het vermogen om complexe onderdelen te maken. Het verbeteren van de versterking van een 3D-print gaat echter gepaard met geavanceerde kennis over hoe een 3D-printer werkt, het juiste materiaal om te gebruiken en nabewerkingstechnieken.

Als u een 3D-afdruk wenst met de juiste eigenschappen in de vorm van sterkte, duurzaamheid, esthetiek en kwaliteit, is een samenwerking met RapidDirect, een van de beste rapid prototyping-services in China, een goede keuze. We bieden op maat gemaakte 3D-printservices en u kunt direct een offerte krijgen voor op maat gemaakte machinale onderdelen en volledige inspectierapporten voor rapporten. Neem vandaag nog contact met ons op voor alles wat met 3D-printen te maken heeft.

Veelgestelde vragen

PLA is een van de meest gebruikte materialen bij 3D-printen. Het heeft een enorme treksterkte waardoor het geschikt is voor het maken van constructiedelen. Hoewel sterk, kunt u PLA 3D-prints ook versterken met behulp van de hierboven beschreven methoden. Veelgebruikte methoden om de 3D-prints te versterken zijn onder meer het aanbrengen van epoxy, gloeien of galvaniseren.

Van alle afdrukbare materialen die bij 3D-printen worden gebruikt, is polycarbonaat de sterkste. Het werd de ware koning van desktopprinten genoemd vanwege zijn sterkte (treksterkte van 9800 psi) en hittebestendigheid. Door de hittebestendigheid is een buitengewoon hoge temperatuur vereist (bed moet ongeveer 145 ⁰ zijn terwijl het hoofd ongeveer 290 ⁰ . moet zijn . Je zult het materiaal ook moeten omsluiten omdat het kromtrekt in een open omgeving. Polycarbonaat is geschikt voor het maken van zeer sterke functionele componenten.

Er zijn veel manieren om afdrukken sterker te maken. U kunt de instellingen van uw 3D-printer aanpassen, u kunt de materialen wijzigen in sterkere materialen en u kunt nabewerkingsmethoden gebruiken, zoals coating met epoxymaterialen, gloeien en galvaniseren.