Escolha a porcentagem de preenchimento

Como eu administro uma instalação de impressão 3D de uma escola de engenharia, os alunos sempre se perguntam quanto da porcentagem de preenchimento afeta a rigidez da peça. Sei que é impossível obter uma solução numérica para essa pergunta, mas talvez haja uma opção para simular no software um modelo já fatiado. Não vi em nenhum slicer uma opção para exportar como .stl ou .step ou qualquer outro formato que possa ser aceito pelo software de simulação. Alguém viu ou pensou em algo semelhante?

Não acredito que os mecanismos de corte criem qualquer tipo de modelo sólido que seria útil para a simulação de CAD. Quando um mecanismo de fatiar corta um modelo 3D, seu objetivo é cuspir os caminhos preferidos da máquina no Código G (de algum tipo). No entanto, li alguns artigos, fiz alguns testes e ouvi através da vinha que entre 10% a 35% é bom o suficiente para a maioria das aplicações. Certa vez, assisti a um webinar para entender a nova interface do MakerWare que explicava como eles escolheram essas configurações. Embora eu não consiga encontrar o clipe diretamente, aqui está a página de todos os webinars do MakerBot. Acho que este webinar foi o que assisti explicando um pouco sobre as porcentagens preferidas de preenchimento.

Por experiência, qualquer coisa acima de 35% não produz muito mais força do lado do preenchimento. Além de 35%, é recomendável reconsiderar como você está orientando a impressão quando a imprime e o que está imprimindo para utilizar a estrutura de grãos para obter resistência adequada.

No entanto, a porcentagem / padrões de preenchimento não são a única variável para a criação de peças fortes. O preenchimento é realmente apenas uma maneira de economizar tempo e material. Aqui estão algumas outras maneiras de aumentar potencialmente a força:

• Aumente sua concha. Shell é o número de padrões de perfil por camada. Normalmente (em FDM / FFF), cada invólucro tem aproximadamente o diâmetro do bico da extrusora.
• Aumente seu piso / teto. Semelhante à casca, o piso / teto refere-se ao número de camadas que compõem o "fundo" e o "topo" da peça em relação à placa de construção.
• Orientação de impressão. Preste atenção em quais áreas da peça são suscetíveis à tensão ao longo do "grão" das camadas. Tente girar sua peça na placa de construção de maneira a minimizar possíveis falhas tanto no uso de impressão quanto no pós-impressão.
• Pós-processo. Não tenha medo de fazer algum pós-processamento para aumentar a força. Existem algumas impressoras 3D no mercado, que incluem os fios de Kevlar no processo de impressão para reforçar suas impressões. No entanto, pode ser tão simples quanto apenas revestir a peça em epóxi com algumas técnicas básicas de acabamento. É um pouco mais trabalhoso, mas transforma peças fracas em impressão 3D em impressões com qualidade total de produção.

Atualização: com base em alguns comentários, parece que sua melhor aposta pode ser encontrar um aplicativo personalizado que possa converter o arquivo de código-g em um modelo sólido (experimente o software CAM?) Ou crie um plug-in para o seu software CAD (Eu sei que o Unigraphics NX e o Solidworks permitem isso) e recrie essencialmente seu próprio mecanismo de fatiamento que leva seu modelo sólido e gera o mesmo padrão de preenchimento dinamicamente dentro dele.

Talvez veja os trabalhos do Simlab ou similares, que possuem muitos plugins de software 3D. Não os estou promovendo e não trabalho para eles, isso é apenas uma referência do que procurar.

Como ainda não sou capaz de comentar essa pergunta, pensei em fornecer uma resposta, além do insight já útil.

Se a pergunta em geral se refere à porcentagem de preenchimento e o acompanhamento comum diz respeito à rigidez da peça, deve ser explicado que a escolha da porcentagem de preenchimento é muito mais do que apenas a rigidez da peça.

Imprimir barras de tração seria uma grande coisa para fins educacionais. As barras não devem variar apenas em porcentagens de preenchimento, mas também nos vários padrões de preenchimento. Dependendo do tipo de tensões e cargas aplicadas, padrões diferentes podem ser mais fortes a taxas mais baixas de preenchimento, por exemplo.

Além disso, a taxa de preenchimento deve se correlacionar com a espessura das paredes inferior, superior e lateral. Isso é especialmente importante no ABS quando se trata de retração, distorção e retardo. Para que a peça seja universalmente o mais forte possível, à medida que a peça esfria, ela deve encolher uniformemente. Esse é um fator bem conhecido para os mecânicos que criam moldes para moldagem por injeção e fundição. Caso contrário, você pode ter pontos adicionais indesejados de fraqueza.

Por fim, ao criar barras de tração, leve em consideração o encolhimento ocorrido ao longo de cada eixo, para cada exemplo individual. Eu também sugeriria abrir cada uma delas, além de tentar separar algumas delas (de uma maneira muito grosseira). Isso poderia estimular muita reflexão ao projetar uma peça antes de imprimi-la.

Anton, analiso o código G e construo um modelo de elementos finitos e um evento transitório térmico para simular a impressão da peça, seguido de uma simulação estrutural para determinar o estado de deformação e tensão na peça resultante. Essa peça pode ser analisada posteriormente com cargas externas para determinar as características mecânicas. Utilizo o software ANSYS e a capacidade de nascimento e morte do elemento para ativar um pequeno volume de material por cada etapa transitória térmica. O sim estrutural é estático, mas também é executado ao mesmo tempo em que o transiente térmico.

Eu poderia pensar em uma maneira. Mas pode exigir alguns softwares para fazer tudo.

Primeiro obtenha o arquivo CAD. Importar para magics (Materializar software proprietário) Há uma função para estruturas, você pode construir sua estrutura interna personalizada. Então adicione treliças, etc. Export stl. (Existe um software que permite a conversão direta de stl para step, acho que é chamado Instep). Ou acho que você poderia reduzir a densidade da malha e usar o FreeCAD para convertê-lo novamente em step e executar sua análise.

Seria interessante ver um relatório da parte. Também não há uma boa maneira de simular uma peça impressa em 3D. Talvez o mais próximo seja com os compósitos.

Se você é da classe de engenharia, pode muito bem imprimir grandes cubos de infils diferentes e testá-los.

Você tem que fazer isso pelos olhos. No entanto, você precisa pensar sobre o preenchimento que usa. um padrão triangular será muito forte.

A seguir, nunca uso alto enchimento. A maioria dos meus itens tem uma camada externa forte, ou seja, 3 camadas. Dentro vou fazer entre 7 e 14%. Se eu imprimisse um quadrado de 200 mm ^ 3, não teria nenhuma preocupação com ele.

Tudo depende. Realmente, para as suas configurações, não acho que você realmente precise de mais de 14%.

Em uma empresa em que trabalhei, estava testando peças impressas em 3D. Eles avaliaram o material imprimindo as mesmas formas de teste e vendo quais eram suas tolerâncias. Você precisará desenvolver seu próprio método como tal.