Параметры 3D печати из пластиков

Пластики, такие как ABS и PLA долгое время являлись и еще долго будут являться самыми популярными материалами для 3д печати. Основной причиной является их ценовая доступность в связке с относительно высокими прочностными характеристиками, по сравнению с другими материалами. В этой статье мы не будем углубляться в причины популярности описанных выше пластиков, полностью описывать их характеристики, или вникать в особенности технологии 3д печати. Здесь мы хотим осветить влияния настроек/параметров печати и расположение детали на печатной платформе, при печати по технологии FDM (FFF) на конечную прочность изделия.

О том как работает 3д принтер вы можете узнать здесь, о технологиях 3д печати (в том числе FFF, FDM) и чем они отличаются, здесь.

На прочностные характеристики 3д модели может повлиять 3 основными фактора: толщина слоя, заполнением и ориентацией модели, относительно печатной платформы.

 

Толщина слоя

Толщина слоя - это настраиваемый параметр, который определяет, на какую высоту по вертикали (оси Z), смещается печная головка при переходе к следующему слою 3d печати. Существуют 4 типовые величины: 0.1, 0.15, 0.2 и 0.3 мм. Есть величины меньше, но, честно говоря, при стандартном сопле 0.4 мм в них нет никакого смысла (ощутимой разницы в качестве не будет). Есть большие величины, но для них нужно сопло большего диаметра. Типовым значением для данного параметра при типовом сопле 0.4 мм является 0.2 мм (200 микрон).

В первую очередь стоит сказать о том, что толщина слоя непосредственно влияет на качество поверхности (особенно хорошо это заметно на немного отклоненных от горизонтали или вертикали поверхностях), чем высота слоя меньше, тем выше качество поверхности. Это конечно же будет зависеть от типа принтера, настроек скорости и пр. но мы в это углубляться не будем. Чем выше толщина слоя, тем, соответственно, качество поверхности ниже, при этом простой переход от 0.2 к 0.3 мм будет заметно ощутим.

Далее стоит упомянуть, что чем больше высота слоя, тем быстрее происходит печать и, соответственно, меньше стоит. Так 0.1 от 0.2 отличается по скорости в 2 раза а по стоимости в 1.5-1.7 раза.

И наконец - прочность. Не вдаваясь в технические обоснования, просто скажем, что чем больше толщина слоя, тем больше общая прочность изделия.

 

Заполнение

Заполнение при 3д печати пластиком - это настраиваемый параметр, регулирующий количество материала и пустоты внутри контура модели.
Контур модели (по умолчанию 1.2 мм) - это стенка, отделяющая внешнее пространство от внутренностей модели. Так как модели для печати имеют замкнутый объем, когда печать закончена, внутреннее пространство полностью скрыто.

По умолчанию, устанавливается параметр равный 12.5% (12.5% - материал, 87.5% - пустота), создающий необходимую минимальную прочность. Чем выше заполнение, тем больше вес и время печати модели, и, соответственно, стоимость.

Для печати из пластиков можно выбрать любое заполнение от 10 до 100%. Лучше не выбирать более 90%, чтобы оставался минимальный запас для амортизации. Многими тестами доказано, что 90% заполнение прочнее 100%. Наличие свободного места внутри  добавляет дополнительную прочность при динамических нагрузках и работе объекта в меняющихся условиях (например охлаждение-нагрев), за счет возможности материала амортизировать в пустое пространство.Более того, 100% заполнение имеет отрицательный эффект на качестве поверхности: на ней появляются небольшие излишки пластика.

Зависимость между заполнением и прочностью простая: чем выше заполнение, тем выше прочность. Так же стоит помнить: чем выше заполнение, тем больше стоимость.

 

Расположение детали на печатной платформе

Расположение детали на рабочей платформе регулируется оператором 3д принтера и может существенно сказать как на прочности так и на качестве поверхности определенных участков. В некоторых случаях это параметр нерегулируемый, так как сама форма модели диктует единственно правильное расположение. Например тонкая плоскость с небольшим рельефом с одной стороны (табличка с буквами), должны лежать не плоскости (а не стоять ребром), чтобы буквы были направлены вверх.

О расположении детали, пожалуй, можно написать отдельную статью, так как качество поверхности с разных сторон во многом будет зависеть от формы модели и наличия/отсутствия поддержки. Для этого необходимо понимать принцип работы технологии FDM (FFF), с ним Вы можете ознакомиться здесь.

Влияние расположения на прочность. Для примера возьмем параллелепипед 10/10/1 см. При печати "лежа" (плоскость 10/10 см размещается на платформе) слои располагаются вдоль основной плоскости. При печати "на ребре" (плоскость 10/1 см) слои располагаются поперек основной плоскости. Прочность модели поперек основной плоскости при этом будет отличаться до 6 раз. (слои вдоль плоскости, модель прочнее).

Соответственно при 3д печати необходимо учитывать, какие части изделия должны обладать большей прочностью и располагать модель соответственно. Нужно так же помнить, что при печати одной модели при одинаковых настройках время и вес печати могут отличаться (из-за поддерживающих структур), причем иногда, весь существенно.

--

В заключении, хотелось бы отметить, что изменение все трех параметров может иметь очень сильное влияние на прочность модели и на качество ее поверхности (ну и конечно на стоимость/себестоимость). Если Вам, например, не нужна вся модель особой точности и прочности, Вы можете разделить ее на части существенно сэкономив и получив на выходе именно те характеристики, которые Вам нужны в конкретных частях.

Не хотите разбираться? Предоставьте это профессионалам: мы с радостью поможем Вам в подборе оптимального решения для Вашей задачи.

© 2012-2018. 3dminifactory.ru. Все права защищены.