FDM-Designrichtlinie

Jack Lüge Experte für CNC-Bearbeitung

Auf etwas spezialisiert sein CNC-Fräsen, CNC-Drehen, 3d Drucken, Urethanguss, und Blechbearbeitung Dienstleistungen.


Einführung

FDM (Fused Deposition Modeling) Die 3D-Drucktechnologie ist die kostengünstigste Methode für schnelle und kostengünstigeKosten Prototyping. Seine Produkte eignen sich für verschiedene Anwendungen, einschließlich Funktionsteile wie Gehäuse. Um jedoch die Qualität von FDM-Teilen zu garantieren, müssen wir die technologischen Einschränkungen und Einschränkungen im Designprozess berücksichtigen und versuchen, die beste Lösung zu finden, um Auswirkungen auf den Druckprozess zu vermeiden.

Überbrückung

Überbrückungen treten beim FDM immer zwischen zwei Stützpunkten oder Ankerpunkten auf. In manchen Fällen, wenn die Überbrückung keine Unterstützung der anfänglichen Schichtstruktur hat, lässt es sich nicht vermeiden, dass das Druckmaterial durchhängt. Brücken werden normalerweise in der Horizontachse von Löchern in Objektwänden und Hohlräumen in Deck- oder Dachschichten verwendet. Um die Auswirkungen der Überbrückung zu reduzieren, empfehlen wir, den Brückenabstand zu verringern und die notwendige Unterstützung im Design hinzuzufügen. Die Unterstützung Stellen Sie eine temporäre Plattform für den Schichtbrückendruck bereit und entfernen Sie dann die Stütze, sobald der Druckvorgang abgeschlossen ist. In diesem Schritt sollten Markierungen und Mikroschäden auf der Teileoberfläche bemerkt werden.

Designhinweis:

Es ist schwierig, ein Durchhängen oder Stützspuren im FDM-Brückendruckverfahren zu vermeiden, es sei denn, die Brückenlänge beträgt weniger als 5 mm.

Trennen Sie die Brücke in verschiedene Teile und formen Sie die endgültigen Teile ein Nachbearbeitung für glatte Oberfläche.

Vertikale Achsenlöcher

FDM druckt häufig Löcher mit vertikaler Achse in Mikrogröße. Normalerweise verringert sich der Lochdurchmesser während des Druckvorgangs. Sobald die Düse Löcher mit vertikaler Achse druckt, komprimiert sie die neue gedruckte Schicht, diese Kompressionskraft verformt die runde Schicht in eine breitere und flachere Form. Dann erhöht sich die Kontaktfläche der vorherigen Schicht, um die Haftung zu verbessern. Dies führt zu einer Verringerung des Durchmessers im Lochdruckverfahren. Dieses Problem tritt insbesondere bei Löchern mit kleinem Durchmesser und einem großen Verhältnis von Lochdurchmesser und Düsendurchmesser auf.

Designhinweis:

Bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Lochdurchmessers empfehlen wir ein weiteres Bohren auf den richtigen Durchmesser.

Überhänge

Überhangprobleme in FDM sind die häufigsten Qualitätsprobleme. Es tritt immer dann auf, wenn neues Druckschichtmaterial nur teilweise von darunter liegenden Schichten getragen wird. Unzureichende Stützung führt zu schlechter Schichthaftung, Wölbung oder Kräuselung.

Ein Überhangwinkel von weniger als 45 Grad beeinträchtigt die Teilequalität nicht. Bei 45 Grad hat die neue gedruckte Schicht eine 50%-Unterstützung der vorherigen Schicht, die eine ausreichende Unterstützung und Haftung für den weiteren Aufbau bietet. Über 45 Grad ist eine zusätzliche Unterstützung erforderlich, um sicherzustellen, dass sich die neue Druckschicht nicht nach unten wölbt. Eine neue gedruckte Schicht, die an der Überhangkante zu dünn wird, führt zu Rollproblemen, die schließlich zu einer Verformung nach oben bei verschiedenen Abkühlungsursachen führen.

Designhinweis:

Bieten Unterstützung für Überhangwinkel über 45 Grad, um Einschränkungen zu beseitigen. Nachbearbeitung zum Entfernen von Stützspuren auf der endgültigen Oberfläche.

Ecken

Da die FDM-Druckdüse kreisförmig ist, haben alle Ecken und Kanten die gleiche Größe wie die Düse. Dies führt dazu, dass nicht alle Merkmale als Design perfekt quadratisch sein können.

Bei scharfen Kanten und Ecken ist die erste Schicht des Materialdrucks von Bedeutung, wie bei vertikalen Löchern, sobald die Düse jede Schicht gedruckt hat, wird sie das Druckmaterial nach unten drücken und die Adhäsionsspannung erhöhen. In der ersten Druckschicht wird dies also einen Aufflackern als „Elefantenfuß“ erzeugen. Dies wirkt sich auf die weitere FDM-Teilemontage aus, da die Aufweitung außerhalb der gewünschten Abmessung liegt.

Warping ist ein weiteres Problem im Zusammenhang mit der ersten Druckschicht in FDM. Im Vergleich zu PLA-Material ist ABS aufgrund der hohen Drucktemperatur anfälliger für Verformungen. Die Basisschicht wird zuerst gedruckt und kühlt ab, während andere heiße Schichten noch drucken. Dieser unterschiedliche Kühlprozess führt dazu, dass sich die Basisschicht kräuselt und von der Bauplatte wegschrumpft.

Das Hinzufügen einer Fase oder eines Radius an den Teilekanten im Kontaktbereich der Bauplatte reduziert all diese Probleme. Dies unterstützt auch die Komponentenentfernung von der Bauplatte, wenn der Druckvorgang abgeschlossen ist.

Designhinweis:

Fügen Sie für funktionale FDM-Teile mit Montage- oder Gesamtabmessungsanforderungen eine 45-Grad-Fase oder einen Radius an allen Kanten der Bauplatte hinzu.

Hochpräzise Form, wir empfehlen andere Technologien wie SLA oder Polyjet.

Vertikale Stifte

Vertikale Stifte werden normalerweise von FDM für die Montage und Ausrichtung von Teilen hergestellt. Diese funktionellen Merkmale sind wichtig für die Maßgenauigkeit im FDM-Prozess.

Große Stifte mit einem Durchmesser von mehr als 5 mm haben durch Drucken eine starke Verbindung mit den übrigen Teilen Umfang und Füllung. Weniger als 5 mm nur am Umfang ohne Füllung führt zu schwacher Verbindung und leichtem Bruch. Im schlimmsten Fall kann sie nicht erstellt werden, weil nicht genügend Schichtmaterial zum Anhaften vorhanden ist.

Designhinweis:

Fügen Sie kleine Filets auf der Stiftbasis hinzu, sobald der vertikale Stiftdurchmesser weniger als 5 mm beträgt.

Fortschrittliches Design

Es gibt mehrere Schlüsselfaktoren, die beim FDM-Druck berücksichtigt werden müssen Unterstützungsbedarft, Teilausrichtung und Teilbaurichtung auf der Bauplattform.

Teilen von Modellteilen

Das Aufteilen eines Modells reduziert seine Komplexität, spart Kosten und Zeit. Überhänge, die zu viel Unterstützung benötigen, können entfernt werden, indem komplexe Formen in zwei einfache Abschnitte geteilt werden, die einzeln bedruckt werden können. Dann kleben Sie dort zwei getrennte Abschnitte zusammen, falls erforderlich.

Lochorientierung

Vermeiden Sie die Unterstützung von Löchern, indem Sie die Druckausrichtung ändern. Es ist schwierig, die horizontale Stütze in Löchern zu entfernen, aber wenn Sie die Baurichtung auf 90 Grad drehen, wird die Stütze eliminiert. Bei mehreren Löchern in verschiedenen Richtungen zuerst Sacklöcher in Betracht ziehen, dann Löcher vom kleinsten zum größten Durchmesser und schließlich Löcher mit kritischer Größe.

Baurichtung

Aufgrund der Anisotropie von FDM ist es wichtig, die Komponentenanwendung und den Erfolg beim Erstellen von Formdesigns zu verstehen. Das Fehlen kontinuierlicher Materialpfade und Konzentrationspressen führt zu einer inhärenten Schwächung in einer Richtung von FDM-Komponenten. Alle Schichten werden als rundes Rechteck gedruckt, Verbindungsbereiche zwischen jeder Schicht sind kleine Täler, dies erzeugt Spannungskonzentrationen, die potenzielle Risse bilden.