Sparse Fill vs. Solid FDM-onderdelen: Hoe de beste bouwstrategie te kiezen

FDM 3D-printen: Top voordelen van Sparse Fill vs. Solid FDM-onderdelen

FDM® (Fused Deposition Modeling) is een van de oorspronkelijke 3D-printprocessen, gebruikt in diverse industrieën voor productie van productiehulpmiddelen, snelle prototyping en productieonderdelen. FDM 3D-printtechnologie bouwt onderdelen met sterke, engineering-grade thermoplasten zoals ABS en Polycarbonaat. Bij Stratasys Direct zijn FDM industriële 3D-printers een populaire keuze bij luchtvaart- en transportbedrijven voor hoogpresterende toepassingen die hittebestendigheid of impactssterkte vereisen.

Een unieke functie van FDM 3D-printers is een bouwmodus die gebruikers in staat stelt om dikke secties van de onderdeelgeometrie te vullen met wat "sparse fill" wordt genoemd. Sparse fill is wanneer plastic geëxtrudeerd wordt in een steigerachtige structuur in plaats van een standaard 3D-geprinte laag. Dit resulteert in secties van een 3D-onderdeel die bijna hol zijn, maar met de ondersteuning die nodig is om sterkte en rigiditeit te behouden. Denk aan brugkabels of leuningen die sterkte toevoegen aan de algehele structuur met gaten ertussen.

De gekozen vulstijl voor FDM-onderdelen beïnvloedt het interieur van onderdelen, maar het exterieur ziet eruit en functioneert hetzelfde als een solid fill onderdeel. Sparse-filled onderdelen kunnen vergelijkbaar worden afgewerkt met solid-filled onderdelen met na-processen zoals schuren, epoxy, primer en verf.

Voordelen van Sparse Fill

1. Verminderd gewicht

Sparse fill betekent minder materiaal in het onderdeel gebouwd, dus het gewicht van het eindonderdeel is aanzienlijk verminderd. Als u een onderdeel ontwerpt dat voordeel zou hebben van lichter zijn, is sparse fill een makkelijke manier om het verminderde gewicht te bereiken terwijl de sterkte behouden blijft.

2. Verminderde bouwtijd

Omdat de 3D-printer minder plastic neer hoeft te leggen in elke laag, duurt een onderdeel dat sparse fill gebruikt minder lang om te bouwen. Met de snelheidsvoordelen van 3D-printen al, betekent de bespaarde tijd met sparse fill dat u uw onderdelen sneller geleverd krijgt.

3. Verminderde onderdeelkosten

Daarnaast draagt de reductie in materiaal gebruikt om sparse fill onderdelen te bouwen en snellere printtijd bij aan een goedkopere algehele onderdeelprijs. Bij Stratasys Direct zijn bouwtijd en materiaalkosten de hoofdfactoren die bijdragen aan de kosten per onderdeel.

Wanneer Solid Interior Fill te gebruiken

Stratasys Direct adviseert klanten om solid interior fill te gebruiken wanneer:

1. De onderdeelssterkte het kritieke kenmerk is

Terwijl onderdelen die sparse fill in secties gebruiken nog steeds sterkte behouden, levert solid fill typisch een nog sterker onderdeel. Als u functioneel een prototype test dat hoge impact zal ondervinden, moet u overwegen om dikke secties van een onderdeel met standaard solid fill te vullen.

2. Het onderdeel bestaat uit fijn gedetailleerde en dunne wanden

Bij Stratasys Direct worden dunne wanden in een ontwerp standaard solid gebouwd, en alleen secties die voldoende zijn, krijgen sparse fill. Deze aanbeveling hangt typisch af van laaghogte, en we hebben de standaarddikten gedefinieerd van 0,2"-0,6". Dunner diktes zijn mogelijk met hulp van een Stratasys Direct ingenieur.

Wanneer Sparse Fill te gebruiken

Stratasys Direct adviseert klanten om sparse fill te gebruiken wanneer:

1. Het onderdeel kan profiteren van lichter zijn

Veel bedrijven die 3D-printen gebruiken zoeken naar lichte alternatieven voor ontwerpen die uit metaal of zwaardere materialen bewerkt zouden worden. 3D-printen kan verminderd gewicht bieden door complexe vormen en sparse interieurs te leveren.

2. Het onderdeel heeft een groot interieur

Als uw ontwerp interieurkenmerken heeft die vulsel nodig hebben, is het een goed idee om sparse fill te benutten. Niet alleen zal uw kosten per onderdeel verminderd zijn, maar uw onderdeel zal veel sneller geleverd worden. Daarnaast, als u iets groot ontwerpt, kunt u profiteren van aanzienlijk gewichtsvermindering met minder plastic in het interieur.

BMW gebruikt Sparse Fill in een testfixatuur

De BMW AG fabriek in Regensburg, Duitsland gebruikte conventioneel bewerkte aluminium fixaturen bij het monteren en testen van bumpersteunen. De metalen fixaturen waren ongemakkelijk en zwaar voor werknemers, die de fixaturen handmatig voor elke test vasthielden en bij het aanbrengen van de bumpersteunen. BMW herkende een kans om een meer geoptimaliseerde fixatuur te testen met 3D-printen.

Door over te schakelen naar FDM sparse fill met ABS-M30 thermoplastmateriaal voor hun fixatuur, kon BMW meer gecustomiseerde fixaturen creëren die eerder te duur waren om te produceren. De nieuwe 3D-geprinte fixaturen zijn 72% lichter dan de vorige fixaturen. De lichte fixaturen hebben de productiviteit en nauwkeurigheid verbeterd dankzij verbeterde ergonomie die veel minder belastend is voor de monteur. Door over te schakelen naar 3D-printen, heeft BMW een besparing van 58% in kosten per fixatuur en een toename van 92% in snellere levertijd gerealiseerd.