估算不同印刷方法对材料强度的影响的最佳方法是什么?


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由于其用途,我将要3D打印需要满足某些强度要求的零件。我知道一种特殊的塑料(例如,抗压/抗拉/抗剪强度)在实心块中处理时有多强,但在3D打印时却没有。估算变化的好方法是什么?


我投票结束这个问题的方式是“不清楚您要问的是什么”,因为它不能确定特定的部分,特定的要求,特定的印刷工艺,特定的材料...。我们可能无法以有用的方式回答此问题。不知道您要达到的目标的方式。
Tom van der Zanden

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@TomvanderZanden我觉得如果我提到特定的技术,这将不太有用。我不认为这是不可能用一般术语回答的。
GiantCowFilms

您需要进行DOE(实验设计)。
费尔南多·巴尔塔扎

Answers:


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如果不实际测试零件,很难说出来。即使在同一台机器上,您也可以通过多种方式对零件进行3D打印,从而产生不同的结果。

以下是一些有助于保持体力要求的技巧:

  • 确定应力的位置,并避免让印刷品(即每一层)的自然“颗粒”与零件的应力重合。例如,我今天只打印了一个带有铰链的零件。我设置零件以确保每一层铰链的圆形轮廓,而不是让机器“桥接”圆形轮廓。
  • 通过增加填充使您的零件更坚固。请注意,大约35%的强度实际上不能提供比标准填充图案(即六边形,菱形,填充)的50%强得多的强度。但是,我想如果设计出球形填充图案,那将是最坚固的。
  • 增强零件小面积的一种简单方法是增加壳变量(每层有多少轮廓层)。同样,参考我的铰链设计,我确保铰链完全使用外壳而不是外壳/填充物进行印刷。
  • 不要害怕进行一些后处理,例如在高应力区域添加环氧树脂/环氧树脂。

如果不是很昂贵的部分,我建议您自己尝试其中的一些想法,并进行受控测试,以了解哪种设置最适合您的应用程序。


“请注意,大约35%的强度并不能提供比标准填充图案的50%强度高得多的强度”-您从何处获得该数字?我一直听到限制在60%左右,并且至少以书面形式发现过一次 ……但是我还没有运行独立的测试来验证信息,因此,如果我错了,我很乐意得到纠正。
mac

这是来自某些MakerBot报告的。我想这句话也取决于零件的大小。通常可以简化为填充模式中每个单元的“死区”大小。我相信我的评论主要是针对落在5“ ^ 3空间内的零件
tbm0115

“也取决于零件的大小”-有趣的...我必须考虑一下。直觉上我会说“不”,因为尺寸只会改变填充物中的泡孔数量,而不是其尺寸,因此-对于填充物的样本单位-材料的密度和拉伸矢量的方向应保持不变一样...但是我觉得我很可能会错过一些明显的东西。无论如何,谢谢您的快速回复!:)
mac

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这是一个很好的问题,尚未引起研究人员的足够重视。人们经常打印不同的对象,其中一些对象具有强度要求,并且对强度估计方法的需求很高。

估算变化的一种好的实验方法是找到一个COTS铸造的塑料物体,无论是ABS还是PLA或其他任何东西,购买3-5件,然后进行反向工程,复制设计并在不同方向上印刷3-5次。然后,您需要以符合您需求的方式开始销毁对象。如果您的零件受到压缩-压碎它们,如果伸展-撕开它们,并测量所需的强度。然后比较并获得相对强度,您可以在计算中进一步使用它。您会注意到,FDM层之间的粘合力比层平面中的粘合强度弱得多,因此您将拥有两个系数-一个系数用于Z轴,一个系数用于XY(请注意,打印机设置会严重影响结果,因此每个系数将取决于打印参数)。能够'

如果您不喜欢全面的科学方法,则可以打印零件并在目标条件下进行必要的多次测试。或制作铸模,然后制作固体。


我们还无法确定天气对打印件的所有影响-高湿度或高温可能会产生意想不到的打印强度。
Trish
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