Qual é uma boa maneira de estimar o impacto na resistência do material que diferentes métodos de impressão terão?

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Vou imprimir em 3D uma peça que precisa atender a certos requisitos de força, devido ao seu uso. Sei o quão forte é um plástico em particular (por exemplo, resistência à tração / tração / cisalhamento) quando tratado em um pedaço sólido, mas não quando é impresso em 3D. Qual é uma boa maneira de estimar a alteração?

print-strength GiantCowFilms
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Estou votando para encerrar esta pergunta como "pouco claro o que você está perguntando" porque ela não identifica uma peça específica, requisitos específicos, um processo de impressão específico, um material específico, ... Não podemos responder a essa pergunta de uma maneira útil sem saber exatamente o que você está tentando alcançar.
Tom van der Zanden
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@TomvanderZanden Achei que isso seria menos útil se eu mencionasse tecnologias específicas. Não vejo como isso é impossível de responder em termos gerais.
GiantCowFilms
Você precisa fazer um DOE (design de experimentos).
Fernando Baltazar

Respostas:

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É difícil dizer sem realmente testar a peça. Existem várias maneiras de imprimir uma peça em 3D, mesmo na mesma máquina, que podem produzir resultados diferentes.

Aqui estão algumas dicas para ajudar a manter os requisitos de força:

  • Identifique onde estão suas tensões e evite permitir que o "grão" natural da impressão (ou seja, cada camada) coincida com as tensões da peça. Por exemplo, eu acabei de imprimir uma peça com dobradiças hoje. Configurei minha peça para garantir que o perfil circular da dobradiça em cada camada, em vez de a máquina "colidir" com o perfil circular.
  • Torne sua peça mais sólida aumentando o preenchimento. Observe que algo em torno de 35% não fornecerá realmente muito mais força do que 50% com um padrão de preenchimento padrão (por exemplo, hexagonal, diamante, catfill). No entanto, eu imaginaria que se um padrão de preenchimento esférico fosse projetado, esse seria o mais forte.
  • Uma maneira fácil de reforçar pequenas áreas de uma peça é aumentar sua variável de casca (quantas camadas de perfil para cada camada). Mais uma vez, referenciando o design da minha dobradiça, certifiquei-me de que minhas dobradiças fossem completamente impressas usando casca em vez de casca / enchimento.
  • Não tenha medo de fazer algum pós-processamento, como adicionar epóxi / epóxi em áreas de alto estresse.

Se não for uma parte cara para imprimir, sugiro que você jogue algumas dessas idéias e realize testes controlados para ver quais configurações funcionam melhor para o (s) seu (s) aplicativo (s).

tbm0115
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"Observe que algo em torno de 35% não fornecerá muito mais força do que 50% com um padrão de preenchimento padrão" - Onde você conseguiu esse número? Sempre ouvi dizer que o limite é de cerca de 60% e o encontrei por escrito pelo menos uma vez ... mas não executei testes independentes para verificar as informações, por isso ficaria feliz em ser corrigido se estiver errado.
mac
Isso é de alguns relatórios do MakerBot. Suponho que essa declaração também dependa do tamanho da peça também. Geralmente se resume ao tamanho do "espaço morto" de cada célula no padrão de preenchimento. Eu acredito que meu comentário principalmente para peças que caem dentro de um 5" ^ 3 espaço
tbm0115
"depende do tamanho da peça também" - Interessante ... eu tenho que pensar sobre isso. Intuitivamente, eu diria "não", pois o tamanho altera apenas o número de células no preenchimento, não sua dimensão; portanto, para uma unidade de amostra de preenchimento, a densidade do material e a orientação dos vetores de tração devem permanecer exatamente as mesmas. mesmo ... mas sinto que posso estar perdendo algo óbvio. Obrigado pela resposta rápida de qualquer maneira! :)
mac
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Essa é uma boa pergunta, que não recebeu atenção suficiente dos pesquisadores. As pessoas imprimem regularmente objetos diferentes, alguns deles com requisitos de força e a necessidade de um método de estimativa de força é alta.

Uma boa maneira experimental de estimar a alteração seria encontrar um objeto de plástico fundido COTS, seja ABS ou PLA ou qualquer outra coisa, compre de 3 a 5 peças, depois faça engenharia reversa, copie o design e imprima-o 3-5 vezes em diferentes orientações. Então você precisa começar a destruir seus objetos de uma maneira que coincida com suas necessidades. Se suas peças estiverem sofrendo compressão - esmague-as, se esticar - separe-as e meça a força necessária. Em seguida, compare e obtenha força relativa, que você pode usar ainda mais em seus cálculos. Você notará que a adesão entre as camadas FDM é muito mais fraca que a força das ligações no plano da camada, portanto, você terá dois coeficientes - um para o eixo Z e outro para XY (observe que as configurações da impressora podem afetar fortemente o resultado, portanto, cada coeficiente será função dos parâmetros de impressão). Pode'

Se você não é um fã de uma abordagem científica completa, pode simplesmente imprimir sua peça e testá-la nas condições desejadas quantas vezes forem necessárias. Ou faça um molde de fundição e depois um objeto sólido.

ZuOverture
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também temos problemas para determinar todos os efeitos do clima nas impressões - alta umidade ou temperatura podem ter uma força de impressão inesperada.
Trish