Introducción
FDM (Modelado por Deposición Fundida) La tecnología de impresión 3D es el método más económico para obtener resultados rápidos y de bajo costo.costo de creación de prototipos. Sus productos son adecuados para diversas aplicaciones, incluidas piezas funcionales como el recinto. Sin embargo, para garantizar la calidad de las piezas FDM, debemos tener en cuenta las limitaciones y restricciones tecnológicas en el proceso de diseño, tratar de encontrar la mejor solución para eliminar el impacto en el proceso de impresión.
Puente
Los puentes en FDM siempre ocurren entre dos puntos de apoyo o puntos de anclaje. En algunos casos, si el puente no tiene soporte de la estructura de la capa inicial, no se puede evitar que el material de impresión se combe. Los puentes se utilizan normalmente en el eje del horizonte de los agujeros en las paredes de los objetos y huecos en la capa superior o del techo. Para reducir el impacto del puente, recomendamos disminuir la distancia del puente y agregar el soporte necesario en el diseño. Apoyo Proporcione una plataforma temporal para la capa de impresión del puente y luego retire el soporte una vez que finalice el proceso de impresión. En este paso, se deben notar marcas y micro daños en la superficie de las piezas.
Aviso de diseño:
Es difícil evitar la flacidez o la marca de soporte en el proceso de impresión de puentes FDM, a menos que la longitud del puente sea inferior a 5 mm.
Separe el puente en diferentes partes y forme las partes finales en Postprocesamiento para superficie lisa.
Orificios de eje vertical
FDM a menudo imprime orificios de eje vertical de tamaño micro. Normalmente, el diámetro del orificio se reducirá con el proceso de impresión. Una vez que la boquilla imprime los agujeros del eje vertical, comprimirá la nueva capa impresa, esta fuerza de compresión deformará la capa redonda en una forma más ancha y plana. Luego, el área de contacto de la capa anterior aumentará para mejorar la adherencia. Esto da lugar a una disminución del diámetro en el proceso de impresión de orificios. Este problema es particular para orificios de diámetro pequeño con una gran relación entre el diámetro del orificio y el diámetro de la boquilla.
Aviso de diseño:
Con un requisito de alta precisión del diámetro del orificio, recomendamos perforar más para corregir el diámetro.
Voladizos
Los problemas de voladizos en FDM son los problemas de calidad más comunes. Siempre ocurre una vez que el material de la nueva capa de impresión solo está soportado parcialmente por las capas inferiores. Un soporte inadecuado resultará en una mala adherencia de la capa, protuberancias o ondulaciones.
Un ángulo de voladizo inferior a 45 grados no afectará la calidad de las piezas. A 45 grados, la nueva capa impresa tiene un soporte 50% de la capa anterior, lo que proporcionará suficiente soporte y adhesión para la construcción posterior. Por encima de los 45 grados, se necesita soporte adicional para garantizar que la nueva capa impresa no se abulte. La nueva capa impresa se vuelve demasiado delgada en el borde sobresaliente y se producirá un problema de ondulación, lo que finalmente provocará una deformación hacia arriba debido a varias causas de enfriamiento.
Aviso de diseño:
Proporcione soporte para un ángulo de voladizo de más de 45 grados para eliminar las limitaciones. Post-proceso para eliminar las marcas de soporte en la superficie final.
esquinas
Debido a que la boquilla de impresión FDM es circular, todas las esquinas y bordes tendrán un radio igual al tamaño de la boquilla. Este resultado es que todas las características no pueden ser un cuadrado perfecto como diseño.
En bordes afilados y esquinas, la primera capa de material de impresión es importante, como en el caso de los orificios verticales, una vez que la boquilla imprime cada capa, comprimirá el material de impresión y aumentará la tensión de adhesión. Entonces, en la capa de impresión inicial, esto creará un destello como "pata de elefante". Esto afectará aún más el ensamblaje de las piezas FDM, porque el ensanchamiento quedará fuera de la dimensión deseada.
Warping es otro problema relacionado con la primera capa de impresión en FDM. En comparación con el material PLA, el ABS es más vulnerable a la deformación debido a la alta temperatura de impresión. La capa base se imprime primero y se enfría mientras se siguen imprimiendo otras capas calientes. Este proceso de enfriamiento diferente dará lugar a que la capa base se curve y se encoja de la placa de construcción.
Agregar un diseño de chaflán o radio en los bordes de las piezas en el área de contacto de la placa de construcción reducirá todos estos problemas. Esto también ayuda a la placa de construcción del formulario de eliminación de componentes cuando finaliza el proceso de impresión.
Aviso de diseño:
Para piezas funcionales de FDM con requisitos de ensamblaje o dimensiones generales, agregue un chaflán o radio de 45 grados en todos los bordes de la placa de construcción.
Forma de alta precisión, recomendamos otras tecnologías como SLA o Polyjet.
Pines verticales
FDM suele producir pasadores verticales para el montaje y la alineación de piezas. Estas características funcionales son importantes para la precisión de las dimensiones en el proceso FDM.
Los pines grandes de más de 5 mm de diámetro tienen una fuerte conexión con las partes restantes mediante la impresión de perímetro y relleno. Menos de 5 mm solo por perímetro sin relleno dará como resultado una conexión débil y se romperá fácilmente. En el peor de los casos, no se puede crear debido a que no hay suficiente material de capa para adherirse.
Aviso de diseño:
Agregue filetes pequeños en la base del pasador una vez que el diámetro vertical del pasador sea inferior a 5 mm.
Diseño avanzado
Hay varios factores clave que deben tenerse en cuenta en la impresión FDM, reducir requisitos de apoyot, orientación de la pieza y dirección de construcción de la pieza en la plataforma de construcción.
División de partes del modelo
Dividir un modelo reducirá su complejidad, ahorrará costos y tiempo. Los voladizos que necesitan demasiado soporte se pueden eliminar dividiendo la forma compleja en dos secciones simples, que se pueden imprimir individualmente. Luego pegue allí dos secciones separadas si es necesario.
Orientación del agujero
Evite el soporte para agujeros cambiando la orientación de impresión. Es difícil quitar el soporte horizontal en los agujeros, pero rotar la dirección de construcción a 90 grados eliminará el requisito de soporte. Para orificios múltiples en diferentes direcciones, considere primero los orificios ciegos, luego los orificios desde el diámetro más pequeño hasta el más grande y, finalmente, los orificios de tamaño crítico.
Dirección de construcción
Debido a la naturaleza anisotrópica de FDM, es importante comprender la aplicación de los componentes y la manera exitosa de diseñar formas de construcción. La falta de caminos de material continuos y prensa de concentración resultará en una debilidad inherente en una dirección de los componentes FDM. Todas las capas están impresas como un rectángulo redondo, el área de las juntas entre cada capa son pequeños valles, esto creará una concentración de tensión que formará posibles grietas.