3D-printen met ondersteuning

Een van de belangrijkste beperkingen van FFF 3D-printen technologie is de noodzaak om elke laag bovenop de vorige af te drukken, zonder de mogelijkheid om bruggen, uitkragingen of muren met grote hellingen te maken.

Om dit te verhelpen, is het gebruikelijk om gedrukte ondersteuningsstructuren te gebruiken die dienen als ondersteuningsbasis voor de voorgaande elementen. Deze structuren staan ​​bekend als ondersteuningen.

Afbeelding 1:Steunen op 3D geprinte onderdelen. Bron:3DHubs

Delen van de steunen

De beugels bestaan ​​hoofdzakelijk uit vier delen:

• Ondersteuning :Dit is de structuur die de vrijdragende lagen ondersteunt.

• Dichte ondersteuning :De laatste lagen van de steun die in contact komen met het stuk worden dichte steun genoemd. De naam is te danken aan het feit dat deze lagen een hogere dichtheid hebben dan de rest van de drager. Dit is een optionele parameter die de ondersteuning van het onderdeel verbetert door een groter contactoppervlak te bieden, zonder de materiaalkosten aanzienlijk te verhogen.

• Horizontale scheiding :Dit is de ruimte tussen de zijwanden van de steun en die van het onderdeel. Het voorkomt dat het werkstuk zijdelings aan de steunen hecht.

• Verticale opening:Dit is de ruimte tussen de bovenkant van de steun en het werkstuk.

Soorten steunen

Afhankelijk van het materiaal waarin ze zijn gemaakt, kunnen dragers worden geclassificeerd als oplosbaar en niet-oplosbaar. Bij printers met een enkele extruder moeten de dragers altijd in hetzelfde materiaal worden geproduceerd als het onderdeel. In het geval van dubbele extruders kunnen de steunen in een ander materiaal worden geproduceerd dan het materiaal van het onderdeel. In deze gevallen is het gebruikelijk om een ​​in oplosmiddel oplosbaar materiaal te gebruiken waarin het onderdeel niet oplost (zie post-oplosbare filamenten voor ondersteuning).

Mediaconfiguratieparameters

Het gebruik van oplosbaar of niet-oplosbaar materiaal zal de configuratie van de substraten bepalen, dus het is erg belangrijk om de verschillende parameters te kennen en hoe deze het gedrag van de substraten beïnvloeden.

Elke lamineersoftware kan zijn eigen parameters bevatten die niet beschikbaar zijn in andere programma's, dus het is raadzaam om de handleiding van de gebruikte software te raadplegen. Er is echter een reeks parameters die ze allemaal gemeen hebben en waarmee elk type ondersteuning kan worden geconfigureerd:

• Ondersteuningsdrempel of uitkraging :Dit is de maximale muurhoek van waaruit ondersteuningen worden gegenereerd. Over het algemeen worden waarden tussen 30 en 60 gebruikt. Met kleine laaghoogten kunnen hogere hellingen worden geprint zonder ondersteuning, terwijl grote laaghoogten ondersteuning nodig kunnen hebben, zelfs met kleine hellingen.

• Infill Type/Patroon :De vulling is geconfigureerd als een structuur met een lage dichtheid. De patronen die kunnen worden geselecteerd, zijn vergelijkbaar met die gebruikt in de vulling van het onderdeel. Unidirectioneel (lijnen) zullen sneller en gemakkelijker te verwijderen zijn, hoewel ze misschien minder stabiel zijn in hoge delen, terwijl bidirectioneel (rasters) meer stabiliteit bieden maar moeilijker te verwijderen zijn, vooral in kleine gaten.

• Dichtheid van de ondersteuning :Dit is de verhouding tussen lege ruimte en materiaal in de steunen. Een hogere dichtheid produceert stabielere steunen, maar gaat ten koste van hogere materiaalkosten en moeilijkheid om ze te verwijderen. Waarden onder de 30% worden meestal gebruikt.

• Aantal lagen dichte ondersteuning :Dit is het aantal lagen dat in contact komt met het stuk en dat een hogere dichtheid zal hebben dan de rest van de ondersteuning. Het is raadzaam om minimaal 3.

  te gebruiken

• Dichte ondersteuningsdichtheid :Dit is de dichtheid van de laatste steunlagen die in contact komen met het onderdeel. Waarden hoger dan 30% worden over het algemeen gebruikt voor niet-oplosbare substraten en hoger dan 80% voor oplosbare substraten.

• Verticale scheiding :Dit is de afstand tussen de laatste laag van de ondersteuning en de eerste laag van het onderdeel. Over het algemeen wordt het equivalent van één laag gebruikt wanneer niet-oplosbare dragers worden gebruikt en nul wanneer oplosbare dragers worden gebruikt.

In het geval van printers met dubbele extruder is het mogelijk om verschillende extruders te selecteren voor het substraat en voor het dichte substraat. Dit is een grote hulp om oplosbaar materiaal te besparen (meestal tegen hogere kosten) en tijd bij het oplosbaar maken van de substraten. Het is daarom raadzaam om dezelfde extruder te kiezen die het onderdeel print voor de ondersteuning, en de extruder met alleen oplosbaar materiaal voor de dichte ondersteuning. Op deze manier kan, wanneer deze interface wordt opgelost, de rest van de steun gemakkelijk van het onderdeel worden losgemaakt zonder dat deze hoeft te worden opgelost. Bij deze configuratie wordt aanbevolen om ten minste 5 lagen dichte ondersteuning te gebruiken met een scheiding gelijk aan nul.

Veelvoorkomende problemen met oplosbare dragers

Oplosbare materialen, en vooral in water oplosbare materialen, zijn vaak moeilijker te printen. Enkele veelvoorkomende problemen zijn:

• Vocht :Dit betreft alleen in water oplosbare materialen. Dergelijke materialen zijn bijzonder gevoelig voor vocht en moeten daarom onder geschikte omstandigheden worden opgeslagen. Daarnaast is het aan te raden om tijdens het printen luchtdichte dozen of droogmiddelen te gebruiken, aangezien deze binnen enkele uren kunnen hydrateren. Het meest voorkomende gevolg van een nat supportfilament is verstopping in de hotend.

• Slechte hechting :Het is erg belangrijk om een ​​compatibel dragermateriaal te kiezen, niet alleen qua temperatuur maar ook qua hechting. Bij het printen van een cantilever dient de drager als basis, dus een slechte hechting zal een storing veroorzaken met vergelijkbare gevolgen als bij hechtingsproblemen in de printbasis. In het geval van wateroplosbare filamenten veroorzaakt vochtigheid ook een verlies van hechting van het materiaal, wat vooral gebruikelijk is bij PVA.

• Jams :Zoals hierboven vermeld, is vastlopen een van de belangrijkste gevolgen van een natte filamentrug, maar dit is niet de enige oorzaak. De hotend langdurig op hoge temperaturen houden zonder te printen kan ook storingen veroorzaken. Als de extruder niet vaak wordt vervangen, is het daarom raadzaam om de temperatuur van de inactieve extruder met 30 °C te verlagen.

Opmerking:deze gids behandelt concepten op een algemene manier en richt zich niet op een bepaald merk of model, hoewel ze op een gegeven moment kunnen worden genoemd. Er kunnen belangrijke verschillen zijn in kalibratie- of afstellingsprocedures tussen verschillende merken en modellen, dus het wordt aanbevolen om de handleiding van de fabrikant te raadplegen voordat u deze handleiding leest.