Smjernica za dizajn FDM

Jack Lie Stručnjak za CNC mašinsku obradu

Specijalizirani za CNC glodanje, CNC tokarenje, 3D štampanje, lijevanje uretana, brzu obradu alata, brizganje, livenje metala,


Uvod

FDM (Fused Deposition Modeling) Tehnologija 3D štampanja je najpristupačnija metoda za brzu i niskutrošak izrade prototipa. Njegovi proizvodi su pogodni za različite primjene, uključujući funkcionalne dijelove poput kućišta. Međutim, da bismo garantovali kvalitet FDM delova, moramo uzeti u obzir njegova tehnološka ograničenja i ograničenja u procesu projektovanja, pokušati pronaći najbolje rešenje za eliminisanje uticaja u procesu štampanja.

Premošćivanje

Premošćavanje u FDM-u se uvijek događa između dvije potporne točke ili sidrene točke. U nekim slučajevima, ako premošćivanje nema podršku strukture početnog sloja, ne može se izbjeći da će se materijal za štampanje spustiti. Mostovi se obično koriste u osi horizonta rupa u zidovima objekata i šupljina u gornjem ili krovnom sloju. Kako bi se smanjio utjecaj premošćavanja, preporučujemo smanjenje udaljenosti mosta i dodavanje potrebne potpore u dizajn. Podrška obezbediti privremenu platformu za sloj premosnog štampanja, a zatim ukloniti podršku kada se proces štampanja završi. U ovom koraku treba uočiti tragove i mikro oštećenja na površini dijelova.

Obaveštenje o dizajnu:

Teško je izbjeći savijanje ili oznaku potpore u procesu štampanja FDM mostova, osim ako je dužina mosta manja od 5 mm.

Razdvojite most na različite dijelove i formirajte završne dijelove naknadnu obradu za glatku površinu.

Rupe za vertikalnu os

FDM često štampa otvor vertikalne ose mikro veličine. Obično će se promjer rupe smanjiti u procesu štampanja. Jednom kada mlaznica ispiše rupe na okomitoj osi, ona će komprimirati novi odštampani sloj, ova sila kompresije će deformirati okrugli sloj u širi i ravniji oblik. Tada će se kontakt prethodnog sloja povećati kako bi se poboljšala adhezija. Ovo dovodi do smanjenja prečnika u procesu štampanja rupa. Ovo pitanje je posebno za rupe malog prečnika sa velikim odnosom prečnika rupe i prečnika mlaznice.

Obaveštenje o dizajnu:

Uz zahtjeve visoke preciznosti prečnika rupe, preporučujemo dalje bušenje do ispravnog prečnika.

Prevjesi

Problemi sa previsima u FDM-u su najčešći problemi kvaliteta. To se uvijek događa kada novi materijal sloja za štampanje samo djelomično podržavaju donji slojevi. Neadekvatna potpora rezultirat će lošim prianjanjem sloja, ispupčenjem ili uvijanjem.

Ugao prepusta manji od 45 stepeni neće uticati na kvalitet delova. Na 45 stepeni, novi štampani sloj ima 50% podršku prethodnog sloja, što će obezbediti dovoljnu podršku i prionjivost za dalju izgradnju. Iznad 45 stepeni, potrebna je dodatna potpora kako bi se garantovalo da novi odštampani sloj neće ispupčiti. Novi odštampani sloj postane pretanak na ivici prepusta, što će dovesti do problema sa uvijanjem, što će konačno dovesti do deformacije prema gore zbog različitih uzroka hlađenja.

Obaveštenje o dizajnu:

Obezbedite podršku za ugao prepusta preko 45 stepeni da biste eliminisali ograničenja. Naknadna obrada za uklanjanje tragova potpore na završnoj površini.

Uglovi

Zbog FDM štampe mlaznica je kružna, tako da će svi uglovi i ivice imati radio jednaku veličini mlaznice. Rezultat je da sve karakteristike ne mogu biti savršeno kvadratne kao dizajn.

U oštrim ivicama i uglovima, prvi sloj štampanog materijala je značajan, kao što je slučaj u vertikalnim rupama, kada mlaznica odštampa svaki sloj, ona će stisnuti materijal za štampu i povećati napon prianjanja. Dakle, u početnom sloju za štampanje, ovo će stvoriti bljesak kao "slonova noga". To će uticati na daljnju montažu FDM dijelova, jer će izbočina izvan željene dimenzije.

Iskrivljenje je još jedan problem koji se odnosi na prvi sloj za štampanje u FDM-u. U poređenju sa PLA materijalom, ABS je podložniji deformaciji zbog visoke temperature štampe. Osnovni sloj se prvo štampa, a hladi se dok drugi vrući slojevi još uvek štampaju. Ovaj drugačiji proces hlađenja će dovesti do uvijanja osnovnog sloja i skupljanja od ploče za izgradnju.

Dodavanje dizajna ivice ili radijusa na rubovima dijelova u kontaktnoj površini ploče za izradu će smanjiti sve ove probleme. Ovo takođe pomaže pri uklanjanju komponenti sa ploče za izgradnju kada se proces štampanja završi.

Obaveštenje o dizajnu:

Za funkcionalne FDM dijelove sa zahtjevima za montažu ili ukupnu dimenziju, dodajte kosinu od 45 stupnjeva ili radijus na svim rubovima u pločici za izradu.

Forma visoke preciznosti, preporučujemo druge tehnologije poput SLA ili Polyjet.

Vertical Pins

Vertikalne klinove obično proizvodi FDM za sastavljanje i poravnavanje dijelova. Ove funkcionalne karakteristike su važne za tačnost dimenzija u FDM procesu.

Velike igle prečnika više od 5 mm imaju jaku vezu sa ostalim delovima štampanjem perimetar i ispuna. Manje od 5 mm samo po obodu bez ispune će rezultirati slabom vezom i lakom lomom. U najgorem slučaju, ne može se stvoriti jer nema dovoljno slojnog materijala za prianjanje.

Obaveštenje o dizajnu:

Dodajte male filete na bazu igle kada vertikalni prečnik igle bude manji od 5 mm.

Napredni dizajn

Postoji nekoliko ključnih faktora koje treba uzeti u obzir u FDM štampi, smanjite zahtevi za podrškut, orijentacija dijela i smjer izgradnje dijela na platformi za izgradnju.

Cepanje delova modela

Razdvajanje modela će smanjiti njegovu složenost, uštedjeti troškove i vrijeme. Prevjesi trebaju previše potpore mogu se ukloniti cijepanjem složenog oblika na dva jednostavna dijela, koji se mogu odštampati pojedinačno. Zatim zalijepite dva odvojena dijela zajedno ako je potrebno.

Orijentacija rupe

Izbjegnite podršku za rupe promjenom orijentacije ispisa. Teško je ukloniti horizontalni oslonac u rupama, ali rotiranje smjera građenja na 90 stupnjeva će eliminirati potrebu za potporom. Za više rupa u različitim smjerovima, prvo razmotrite slijepe rupe, zatim rupe od najmanjeg do najvećeg promjera, na kraju rupe kritične veličine.

Pravac izgradnje

Zbog anizotropne prirode FDM-a, važno je razumjeti primjenu komponenti i uspješan način izrade dizajna oblika. Nedostatak kontinuiranih puteva materijala i koncentracijske prese rezultirat će inherentnim slabijim u jednom smjeru komponenti FDM. Svi slojevi su otisnuti kao okrugli pravougaonik, područje spojeva između svakog sloja su male udubine, što će stvoriti koncentraciju naprezanja, koja stvara potencijalne pukotine.