FDMの最適なシェルおよびインフィルパラメータ

はじめに

ほとんどのFDM部品は完全に固体ではありません。これにより、材料の総量と印刷時間が削減され、最終的に経済的な印刷コストが実現します。 最適化するためにFDM印刷プロセス、ソリッドシェルとインフィルの追加は、最終部品の品質、外観、機能に重要な役割を果たします。 シェルとインフィルの違いと、シェルとインフィルを最適化する方法を要約します。FDM設計.

FDMレイアウト

標準のFDMプロセスは4つのセクションに分割できるため、これらすべてのセクションパラメータを調整して、最終的な設計を最適化できます。

シェル:これは印刷プロセスの壁であり、モデルの外側の領域に露出しています。

最下層:これはシェルの一種で、モデルのビルドプレートに面しています。

最上層:これは別のタイプのシェルで、モデルのノズルに向かって上向きになっています。 通常、最高の表面仕上げがあります。

インフィル:これは印刷モデルの内部構造です。

シェル

FDMでは、シェルがレイヤーごとに印刷する最初の領域であり、FDMプロセスにはいくつかの設計上の考慮事項があります。

  1. シェルの厚さが厚いと、シェルの強度が増す可能性があります。これにより、充填材の使用量を増やすことなく、より堅牢な印刷を実現できます。 ほとんどのシェルの厚さを調整して、高密度で高応力領域を作成できます。
  2. サンディングやケミカルスムージングなどの後処理方法ではシェルの厚さが薄くなるため、必要に応じてシェルの厚さを増やす必要があります。
  3. シェル番号は、印刷プロセスの時間と材料を決定し、最終的に全体的な部品コストを決定します。
  4. シェルの厚さは、ノズルの直径の特定の数である必要があります。 印刷工程でのボイドを避けるために、ノズル直径の複数のサイズのシェルの厚さを設計する必要があります。

インフィル

ほとんどのFDMパーツには、通常の低密度コアを作成するためのデフォルトの18%から20%のインフィルがあります。これは、より手頃で効果的な操作を行うFDMアプリケーションに最適です。

インフィルの割合

充填率は印刷部品の最終強度を決定します。50%の充填がある部品は通常25%の充填よりも25%強いですが、50%から75%への充填率の増加は強度を10%しか増加させません。

最終的な印刷部品のアプリケーションによって、最適な充填率が決まります。 FDMプロトタイピングでは、フォームの外観に低いインフィル率を使用してコストと時間を大幅に削減でき、ブラケットに高いインフィル率を使用してエクスペリエンスの読み込みを実行できます。 標準の充填率は20%です。これは、ほとんどのプリンターのデフォルトパラメーターであり、ほとんどのアプリケーションで使用できます。

充填強度

インフィルは、拡張または突出したフィーチャとモデルの間の接続方法で重要な役割を果たします。 スナップフィット接続では、この接続のベースは通常の弱点です。 特に20%の低い充填密度では、短い押し出しクリップだけが小さな断面積でボディに接続されるため、カンチレバーは壊れやすくなります。 充填率を上げると、カンチレバーが体の部位に接続しやすくなり、最終的に接続強度が上がります。

ねじ込み、タッピング、ボルト締め

FDM部品が穴あけやねじ込みなどのさらなる後処理を必要とする場合、充填率が重要な要素になります。 通常、ドリル穴は上層と下層を通り、モデルの低密度の充填を見逃します。 これにより接続が弱くなるため、最低でも50%の高い充填率が望まれます。

クリアランスホールとボルトとの接続は、低い充填率に適しています。シェル、壁、および充填は、部品の固定に優れた圧縮強度を提供します。

インフィルジオメトリ

標準のFDMでは、インフィルの形状は角度の付いたハッチまたはハニカム形状の形式です。最も一般的なインフィルの形状を次のようにリストします。

長方形の:これはFDMプロセスの標準的な充填パターンであり、適度な時間ですべての方向に高い強度があります。 インフィルパターンで必要なブリッジの量は最小限です。

三角形または対角:これは通常、壁の方向の強度要件に使用されます。三角形は、作成に長い時間を費やします。

ウグル:この構造は、柔らかく、ねじったり、圧縮したりするモデルを作成します。 これは、柔らかいゴム素材または柔らかいナイロンに最適です。

ハニカム:これは最も人気のあるインフィルジオメトリであり、印刷が速く、非常に強力で、すべての方向に強度があります。