L’integrità strutturale nella stampa 3D è fondamentale poiché i pezzi stampati non devono crollare mentre sono in funzione. La stampa 3D è un processo di produzione popolare con un’ampia accettazione a causa della qualità che offre. Per migliorare la resistenza delle parti stampate in 3D, entrano in gioco molti fattori.
Questo articolo fornirà dettagli su come realizzare stampe 3D resistenti ed è utile sia per chi possiede una stampante 3D personale sia per chi desidera affidarsi a servizi di prototipazione rapida. Se possiedi una stampante 3D personale, imparerai come modificare le impostazioni per ottenere i migliori risultati. Se desideri esternalizzare i tuoi progetti, otterrai informazioni sui diversi materiali e sulle recenti tecnologie di post-elaborazione che ti daranno un’idea su come comunicare meglio con il servizio di prototipazione. Ecco una versione semplificata di come rendere le parti stampate in 3D forti.
Regola le Impostazioni della Stampante Avere una stampante 3D per i propri lavori è più efficiente ed efficace nella produzione di prodotti personali. Tuttavia, a meno che tu non sia profondamente coinvolto nella stampa 3D con conoscenze relative al suo uso, potresti incontrare qualche difficoltà nel realizzare una stampa 3D resistente. Ci sono molte impostazioni sulla tua stampante 3D che puoi modificare per ottenere una stampa di alta qualità e resistente. Di seguito sono riportati i modi per realizzare stampe 3D forti utilizzandole.
Aumenta la Densità del Riempimento
Uno dei modi per aumentare la resistenza di una stampa 3D è incrementare la densità interna. La densità interna varia dal 0% al 100%, con zero che indica completamente vuoto e 100 completamente pieno.
Teoricamente, avere una densità di riempimento del 100% dovrebbe rendere la stampa 3D molto resistente. Tuttavia, nella pratica, molti progettisti hanno notato che qualsiasi cosa oltre il 70% ha un impatto minore sul rafforzamento della stampa 3D. Invece, c’è un enorme aumento nell’uso del filamento, nel tempo di stampa, nel costo e nel carico sulla stampante 3D.
Nota: Mantieni almeno una densità di riempimento del 20% per la resistenza e, se possibile, modifica lo spessore delle pareti (spiegato di seguito) prima di aumentare la densità di riempimento.
Aumenta lo Spessore delle Pareti
Lo spessore delle pareti di un materiale stampato in 3D è misurato in “Numero di Linee di Parete” e “Larghezza della Linea Esterna”. Indica quanto sia spessa la parete e aumentarlo è un modo critico per rendere le stampe 3D forti. Aumentare lo spessore delle pareti aumenterà la resistenza poiché le parti stampate in 3D subiscono più sforzo all’esterno che all’interno.
Aumentare lo spessore delle pareti non solo rinforza il materiale stampato, ma migliora anche gli sbalzi (forme geometriche nei modelli 3D difficili da stampare) e la tenuta all’acqua.
Nota: Per un prodotto regolare, avere almeno uno spessore delle pareti ≥ 1,2 mm. Puoi poi aumentarlo per ottenere più resistenza.
Usa Strati più Sottili
Usare uno strato sottile porterà a una migliore adesione e densità tra gli strati successivi, che rinforza le parti stampate in 3D. I progettisti hanno detto che scendere fino a 0,1 mm (100 micron) massimizzerà la resistenza. Tuttavia, c’è anche un aumento complementare nel tempo di stampa.
Usa un Modello di Riempimento Adatto
Un altro modo per rinforzare le stampe 3D è utilizzare il modello di riempimento corretto. I modelli di riempimento lavorano con la densità di riempimento e servono come struttura di supporto interna per le stampe 3D. Aggiungono anche un po’ di rigidità alla parte e prevengono la deformazione delle pareti. Per rendere forti le stampe 3D usando modelli di riempimento, dovresti usare un modello di riempimento denso che varia dal 30-50%.
Il tipo di modello di riempimento che usi determina anche quanto sarà forte la stampa 3D. Tre riempimenti che puoi provare sono elencati di seguito:
· Modello di Riempimento Triangolare I modelli di riempimento triangolari sono forti poiché hanno minori possibilità di deformarsi e forniscono la migliore struttura di supporto. Molti appassionati di 3D attribuiscono ciò ai triangoli che sono la forma più forte.
· Modello di Riempimento Rettangolare I riempimenti rettangolari possono raggiungere una densità di riempimento del 100% grazie alla loro griglia di estrusioni parallele e perpendicolari. Come il riempimento triangolare, ha anche una velocità di stampa elevata a causa del movimento in linea retta della testina di stampa.
· Modello di Riempimento Esagonale Hanno esagoni intrecciati e il rapporto più alto di resistenza al peso. A differenza dei precedenti due modelli di riempimento, la stampa è lenta a causa del cambio costante di direzione della testina di stampa, ma sono efficaci nel rinforzare le stampe 3D.
Ajusta la Velocità di Flusso
Aggiustare la velocità di flusso può essere un metodo ideale per rendere le parti stampate in 3D forti. Tuttavia, usando questo metodo, devi fare attenzione a non causare sovra e sotto estrusione. Pertanto, la maggior parte dei progettisti si assicura di fare solo piccole modifiche.
Puoi ajustare la velocità di flusso per:
- Flusso delle Pareti (Flusso della Parete Esterna e Interna)
- Flusso di Riempimento
- Flusso di Supporto
Modifica la Larghezza della Linea
Secondo Cura, un popolare slicer, puoi rinforzare le tue stampe 3D ajustando la larghezza della linea a un multiplo pari dell’altezza dello strato. Tuttavia, devi fare attenzione poiché questa impostazione è direttamente collegata all’estrusione, cioè un cambiamento massiccio nella larghezza della linea può portare a sovra e sotto estrusione.
Riduci il Raffreddamento Il raffreddamento è un processo importante nella stampa 3D che influenza l’adesione degli strati dopo l’indurimento. Un raffreddamento rapido può ridurre l’adesione a causa dell’incapacità di un strato successivo di legarsi con un altro. Tuttavia, il raffreddamento dipende anche dal materiale che stai usando. Ad esempio, il PLA funziona meglio sotto l’azione di una forte ventola di raffreddamento. Pertanto, dovresti ridurre la velocità di raffreddamento in base al materiale con cui stai lavorando.
Seleziona Materiali Forti per Creare Stampe 3D Forti
Nella stampa 3D, ci sono alcuni materiali noti per essere deboli. Pertanto, creare una stampa 3D forte può trattarsi di utilizzare materiali forti per la stampa 3D. Ci sono tre materiali principali con proprietà sinonimo di forza.
ABS
L’ABS è un ottimo materiale per la stampa 3D per creare stampe 3D forti che non sono adatte per un uso pesante. È un termoplastico con proprietà resistenti e leggere, il che lo rende un polimero plastico di punta nella stampa 3D.
PLA
Il PLA è un materiale per la stampa 3D costoso adatto per stampe con uso pesante e alta risoluzione. Ha una resistenza alla trazione di 7250 psi ma si degraderà all’esposizione alla luce.
PETG
Questo è un nuovo filamento che sta recentemente guadagnando popolarità a causa della sua resistenza. Ha una resistenza alla trazione di circa 4100-8500 psi che lo rende più forte del PLA e più debole dell’ABS. Tuttavia, è meno flessibile del PLA e più dell’ABS.
Scegliere il Materiale Giusto
Per scegliere il materiale giusto tra i tre, devi considerare la forza resistiva, il legame tra gli strati, le forze di piegamento, la rigidità e la capacità di resistere agli impatti. Di seguito è una comparazione dei tre in termini di ciascuno:
- Forza resistiva: PETG > PLA > ABS
- Legame tra gli strati: PETG > ABS e PLA
- Forza di piegamento: ABS > PETG > PLA
- Resistenza agli impatti: ABS = PETG > PLA
Per saperne di più sulle differenze tra PLA e ABS, consulta l’articolo su RapidDirect.
Determina l’Orientamento della Parte
Un altro modo per rinforzare le stampe 3D è utilizzare l’orientamento della parte. L’orientamento della parte è il posizionamento di una parte sulla stampante 3D. Le stampanti 3D lavorano depositando strati sottili di materiali fusi a un’altezza gradualmente crescente. L’aumento graduale dell’altezza forma le parti tridimensionali. Alla deposizione di uno strato, si lega con lo strato precedente. Tuttavia, l’interfaccia tra i due strati è un punto debole e le stampe 3D si rompono in queste interfacce.
Un buon modo per capire questo è facendo un supporto utilizzato per uno scaffale. La cosa che noterai è che la forza più grande agirà verso il basso dove il supporto si attacca allo scaffale. Pertanto, è meglio stampare su un lato con un’interfaccia opposta alla forza.
Se l’orientamento della parte è impegnativo, dovresti usare materiali che hanno una migliore tendenza al legame, ad esempio il PETG. Inoltre, nota che l’orientamento della parte influenzerà la levigatezza della superficie di stampa e il costo di stampa a causa della richiesta di molti materiali.
Applicare il Rivestimento Epossidico alle Stampe 3D
Questo non è un modo diretto per rendere le stampe 3D forti poiché avviene dopo la stampa. Coinvolge l’uso di epossidica/poliepossidica per rinforzare le stampe 3D. Il rivestimento epossidico è un rivestimento superficiale insolubile fatto da un indurente e rivestimento epossidico. È resistente ai solventi, durevole e resistente, rendendolo un modo adatto per rivestire materiali come PLA, ABS e SLA.
Applicare un rivestimento epossidico alle stampe 3D è un compito facile. Segui i passaggi di seguito su come potresti procedere:
- Stampa in 3D il prodotto secondo il design del prodotto
- Lascialo raffreddare e pulisci la superficie.
- Versa una piccola parte in una tazza e riscaldata per ottenere un fluido viscoso
- Utilizzando un pennello, applica il rivestimento epossidico usando un pennello sul modello senza permettere che il rivestimento coli lungo il suo lato. Usa anche pennelli piccoli per accedere a crepe e angoli.
- Lascia asciugare la stampa 3D.
Non è necessario usarne molto poiché un po’ dell’indurente può rivestire e rinforzare la stampa. Applicare un rivestimento epossidico sulla stampa 3D la rende più forte e le fornisce una superficie chiara e lucida.
Altre Considerazioni
Modificare le impostazioni della stampante 3D non è l’unico modo per rendere una stampa 3D forte. Oltre al rivestimento epossidico, che è un metodo di post-elaborazione, ci sono altri metodi che puoi utilizzare. Di seguito sono elencati due metodi importanti recentemente popolari.
Tempra delle Stampe 3D La tempra è un metodo che sottopone le stampe 3D a un aumento della temperatura a fini di rinforzo. Secondo i test, si dice che la tempra causi circa un aumento del 40% nella resistenza dopo l’uso. È compatibile con materiali come PLA, ABS, PETG e ASA.
La tempra è importante nel rinforzare le stampe 3D poiché la struttura del plastica la rende incline al fallimento. Prima della stampa 3D, le plastiche hanno una microstruttura amorfa/disorganizzata. Tuttavia, quando riscaldi le stampe 3D, la struttura amorfa si riorganizza in una forma cristallina che rende tali stampe 3D inclini al fallimento.
La tempra è essenziale qui poiché cambia le strutture cristalline delle stampe 3D da grandi a piccoli cristalli. Puoi temprare il polimero plastico o il prodotto stampato in 3D finito. Per temprare il polimero plastico o le parti stampate in 3D, riscaldalo a una temperatura sopra il suo punto di transizione vetrosa e sotto il suo punto di fusione.
Elettroplaccatura delle Stampe 3D in Plastica
L’elettroplaccatura è un metodo popolare a causa della sua praticità e convenienza. Coinvolge la messa della stampa 3D in un elettrolita e un metallo di placcatura (i metalli industriali popolari sono zinco, cromo e nichel. Passando una corrente elettrica attraverso l’elettrolita, l’ione metallico forma un rivestimento attorno alla stampa 3D. Questo porta alla formazione di stampe 3D durevoli e durature.
Sebbene adatto allo scopo, il suo svantaggio è che avrebbe bisogno di molti strati per rendere migliori parti 3D con alta resistenza.
Conclusione
Una stampa 3D forte è quella che non crolla all’uso, il che rende importante sapere come rendere le stampe 3D forti. Ci sono tre modi per rinforzare le stampe 3D. Uno è durante il processo stesso (modificando le impostazioni della stampante 3D), utilizzando i materiali giusti e trattamenti post-processo. Utilizzando uno qualsiasi dei metodi, hai la possibilità di creare stampe 3D forti o di parlare o comunicare con il servizio di prototipazione su come rinforzare le parti stampate in 3D.
RapidDirect – Fornisce Servizi di Stampa 3D Personalizzati La stampa 3D è un metodo popolare utilizzato per la sua qualità, efficienza ed efficacia, e la sua capacità di realizzare parti complesse. Tuttavia, migliorare il rinforzo di una stampa 3D viene con conoscenze avanzate su come funziona una stampante 3D, il materiale giusto da usare e le tecniche di post-elaborazione.
Se desideri una stampa 3D con gli attributi giusti in termini di resistenza, durata, estetica e qualità, collaborare con RapidDirect, uno dei migliori servizi di prototipazione rapida in Cina, è un’ottima scelta. Forniamo servizi di stampa 3D personalizzati e puoi ottenere un preventivo istantaneo per parti lavorate su misura e rapporti di ispezione dimensionali completi. Per qualsiasi cosa relativa alla stampa 3D, contattaci oggi.
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