Tot ce trebuie să știți despre cochilii în imprimarea 3D

Poate unul dintre cele mai atrăgătoare lucruri despre imprimarea 3D folosind tehnologia FDM este gradul de control pe care tehnologia îl oferă utilizatorului. Nu numai că aveți libertatea de a selecta ce material de filament să folosiți pentru orice model 3D dat, dar puteți, de asemenea, să modificați modelul pentru a se potrivi nevoilor dumneavoastră. Un aspect al unui model 3D pe care îl puteți modifica este „învelișul.”

Simplu spus, învelișul este peretele unui obiect imprimat 3D. Ele sunt o parte esențială a designului și determină multe dintre caracteristicile imprimării finale. Care este cea mai bună grosime a cochiliei de utilizat și ce factori trebuie luați în considerare în selectarea grosimii cochiliei?

Ce sunt cochiliile de imprimare 3D?

Poate că nu este imediat evident, dar majoritatea obiectelor imprimate 3D în FDM sunt în mare parte goale în interior. Aceasta este o măsură care economisește material de filament costisitor și timp de imprimare, făcând astfel din imprimarea 3D o întreprindere mai economică. Cu toate acestea, acest mijloc de a economisi timp și costuri nu este o scuză pentru a crea imprimări 3D care sunt prea ușoare și fragile pentru a avea vreo valoare funcțională.

Pereții unui obiect imprimat 3D, inclusiv suprafețele superioare și inferioare, sunt cunoscuți în mod colectiv sub numele de învelișul său. Grosimea cochiliei oricărui proiect de imprimare 3D poate fi ușor de setat cu ajutorul software-ului de feliere adecvat. În cele mai multe cazuri, grosimea învelișului va fi setată la un multiplu al diametrului duzei.

Pentru a contura o imagine mai completă a factorilor care determină rezistența și densitatea unui obiect imprimat 3D, ar fi corect să discutăm împreună conceptul de înveliș și umplutură. Umplutura este modelul de material din interiorul cochiliei, care poate fi setat oriunde între 10% și 100%. Atât procentul de umplutură, cât și modelul pot fi setate cu ajutorul software-ului slicer.

Prin selectarea unei combinații adecvate de umplutură și grosime a cochiliei, se poate obține o varietate de valori de rezistență și densitate pentru orice obiect imprimat 3D. Rezistența și greutatea trebuie puse în balanță cu costul imprimării și cu timpul necesar pentru finalizarea unui singur proiect, în special dacă imprimarea 3D este oferită ca serviciu comercial.

Factori de luat în considerare în selectarea grosimii învelișului

Selectarea grosimii învelișului este un compromis între mai mulți factori diferiți, astfel încât nu există o valoare care să fie universal corectă. Cea mai potrivită grosime a învelișului este cea care ia în considerare utilizarea preconizată a obiectului care va fi imprimat 3D și alți factori, cum ar fi economia și timpul de execuție. Pentru a vă ajuta să determinați cele mai potrivite setări, atunci iată care sunt cele mai importante aspecte de care trebuie să țineți cont:

Rezistență

Evident, o carcasă mai groasă va permite obținerea unui produs mai puternic și mai robust. Dacă produsul dvs. este menit să reziste la sarcini grele, susținute sau regulate, atunci o grosime a cochiliei de trei până la patru ori mai mare decât diametrul duzei ar fi o opțiune bună. Rezistența învelișului va intra în joc și în cazul în care produsul va fi ancorat cu ajutorul unor cuie sau șuruburi.

Stabilitatea straturilor superioare și inferioare

Majoritatea programelor de feliere vor oferi opțiunea de a seta o grosime diferită a învelișului pentru straturile superioare și inferioare. Acest lucru se aplică numai dacă imprimați modelul în poziție verticală sau în orientarea în care urmează să fie utilizat.

Această opțiune este oferită deoarece permite proiectarea obiectelor cu baze mai puternice, care sunt mai „grele în partea de jos” pentru o mai mare stabilitate. De obicei, diferența nu este atât de mare – unul sau două intervale ale diametrului duzei sunt suficiente pentru a obține aceste beneficii.

Consumul de filament

Dacă produceți un model în masă cu ajutorul unei imprimante 3D, cantitatea de filament care intră în fiecare produs este un lucru care probabil contează pentru dumneavoastră. Acesta este un alt domeniu în care intervine grosimea optimă a învelișului. O carcasă mai groasă creează un produs mai puternic și cu o greutate plăcută, dar consumă, de asemenea, o mulțime de filament suplimentar.

Pentru a pune acest lucru în context, trecerea de la o grosime de unu la doi multipli ai diametrului duzei dublează efectiv deja cantitatea de filament care intră în carcasa unui proiect imprimat 3D. Acest lucru poate avea ramificații uriașe asupra numărului de printuri pe care le puteți realiza dintr-o singură bobină de filament.

Timp

În legătură cu punctul anterior, un print care consumă mai mult filament va dura în mod necesar mai mult timp pentru a fi finalizat. Acest lucru se datorează faptului că duza trebuie să se deplaseze de-a lungul perimetrului modelului de mai multe ori pentru fiecare strat. Pe parcursul întregului proces de imprimare, orice grosime suplimentară a învelișului poate crește timpul de imprimare cu mai mult de o oră.

Pentru cei care imprimă doar modele unice, timpul de imprimare suplimentar nu este probabil foarte semnificativ. Cu toate acestea, acest lucru poate fi problematic pentru comenzile de volum mare. Dacă aveți în vedere optimizarea tipăririi mai multor copii ale unui singur model, atunci probabil că va trebui să modificați atât setările de înveliș, cât și cele de umplere pentru a scurta timpul de tipărire fără a compromite prea mult integritatea structurală.

Opțiuni de postprocesare

O imprimare realizată de o imprimantă FDM va ieși, în mod natural, cu o suprafață neregulată. Aceasta este o limitare inerentă a tehnologiei. Aceasta înseamnă că va fi necesară o anumită postprocesare dacă doriți ca printurile dvs. să aibă un aspect perfect neted și lustruit.

Tehnicile de postprocesare adecvate vor varia în funcție de diferitele materiale de filament. Unele filamente se pretează bine la dizolvarea selectivă folosind un solvent adecvat, în timp ce altele necesită o tehnică mai de modă veche, folosind șmirghel.

În orice caz, post-procesarea va duce la erodarea materialului de pe suprafața imprimării finite. Acesta este un aspect pe care va trebui să îl luați în considerare la proiectare, în special pentru proiectele în care rezistența și duritatea sunt importante. O cochilie mai groasă vă va oferi o marjă de manevră mai largă pentru șlefuirea și lustruirea neregularităților amprentei finite, fără a provoca o scădere drastică a integrității structurale a acesteia.

Reguli generale pentru setarea grosimii cochiliei

Platformele software de slicer utilizate în prezent fac ca sarcina de ajustare a setărilor grosimii cochiliei să fie aproape fără efort. Acest lucru este foarte util dacă vă aflați încă în etapa în care vă jucați cu parametrii imprimantei pentru a încerca să obțineți cele mai bune rezultate. Iată câteva sfaturi pentru a începe:

Asigurați-vă că grosimea cochiliei este un multiplu al diametrului duzei

Acest lucru ar trebui să fie evident, dar trebuie să vă asigurați că setările slicerului pentru grosimea cochiliei corespund diametrului duzei dvs. Acest lucru înseamnă că grosimea cochiliei trebuie să fie un multiplu al diametrului duzei.

În cazul în care se omite această cerință crucială, se vor obține cochilii care au cavități între straturi. Bineînțeles, acest lucru va invalida orice beneficii structurale pe care un înveliș mai gros ar fi trebuit să le poată oferi.

Regula generală a valorilor pentru sarcini mici, moderate și mari

Determinarea valorilor exacte de utilizat pentru grosimea învelișului poate fi dificilă la început. Va fi nevoie de un pic de încercări și erori înainte de a obține rezultate de care să fiți mulțumit. Pentru a vă ajuta să diminuați numărul de imprimări nereușite, puteți folosi următoarele valori ca regulă empirică, presupunând că folosiți o duză cu o deschidere cu diametrul de 0,4 milimetri.

Pentru majoritatea aplicațiilor, un înveliș care are o grosime de 0,8 milimetri poate fi perfect suficient. Acest lucru este valabil pentru piesele care se așteaptă să reziste la o sarcină mică sau moderată și care nu trebuie să fie ancorate cu un șurub. Dacă există deficiențe minore de rezistență cu această setare, atunci câteva ajustări ale umpluturii ar trebui să rezolve majoritatea problemelor.

Pentru piesele care sunt destinate unei utilizări grele sau care vor fi supuse unor sarcini mari, atunci puteți merge până la 1,2 milimetri. Creșterea rezistenței cu această ajustare este destul de semnificativă. De asemenea, oferă o suprafață mai mare pentru ancorare cu ajutorul unor șuruburi sau cuie.

Dacă un înveliș de 1,2 milimetri tot nu este suficient, atunci puteți lua în considerare adăugarea unui umplutură mai grea. Așezarea unui înveliș mai gros este întotdeauna o opțiune, bineînțeles. Cu toate acestea, aproape toate aplicațiile normale ale imprimării 3D vor funcționa destul de bine cu o grosime a cochiliei între 0,8 și 1,2 milimetri.

Gânduri finale

Imprimarea 3D este un proces de fabricație extrem de personalizabil care vă permite să proiectați modele cu o gamă largă de parametri de rezistență, greutate și flexibilitate. Desemnarea grosimii învelișului este doar unul dintre multele moduri în care puteți controla proprietățile fizice ale produsului final. În acest caz, grosimea învelișului joacă un rol crucial în determinarea rezistenței globale a piesei imprimate, precum și a greutății și densității acesteia. Atribuirea grosimii învelișului este o chestiune destul de simplă