Прочность детали зависит не только от процента заполнения. Процесс проектирования прочной детали разрабатывают и испытывают с помощью итеративного процесса для достижения желаемых результатов.

Нагрузка на модель

Как показано на рисунке, существует много различных видов нагрузок, которые могут быть приложены к 3D-модели.

Комбинация нагрузок требует сложных методов анализа напряжений для понимания напряжения в местах расположения детали.

Выбор материала

Самое главное условие, это выбор филамента, обладающий прочным механическим свойством.

Среди наиболее распространенных прочных материалов — ABS, PETG, нейлон, поскольку они печатаются на домашних 3D-принтерах.

Большинство слайсеров уже имеют заранее установленные настройки для этих материалов, а также вы можете воспользоваться настройками предложенными производителем филамента.

Ориентация

Детали, напечатанные на принтерах FDM, обладают механическими свойствами, при этом прочность деталей наиболее низкая в направлении печати, т.е. проще разорвать деталь по слоям, чем поперек.

Ориентация детали на столе

Вообщем говоря, лучше всего ориентировать 3D-модель на рабочем столе, чтобы направление наименьших напряжений было в направлении печати.

Периметры и заполнение

Выбор одного из многих вариантов заполнения, доступных в слайсере, зависит от конкретного случая применения, при этом различные варианты заполнения дают различные результаты.

В основном, более высокая плотность заполнения обеспечивает большую прочность, чем низкая плотность. То же самое можно сказать и о более толстых периметрах по сравнению с более тонкими периметрами, но эффект в значительной степени зависит от случая нагрузки. Кроме того, если поверхность напечатанной детали будет шлифоваться или химически выравниваться, не забудьте добавить достаточное количество периметров, чтобы обеспечить возможность удаления материала с поверхности.

Постобработка

Поверхностные дефекты могут привести к ранним повреждениям, особенно если деталь подвержена воздействию циклическим нагрузкам.

Постобработка, такая как шпатлевка, шлифовка и химическое сглаживание, может сгладить эти поверхности и улучшить характеристики детали. Улучшение качества поверхности должно быть частью процесса проектирования конструкционных деталей.

Укрепление

Рассмотрим несколько способов локального усиления детали, когда действует механическое напряжение.

Внутреннее усиление 3D-печати

  • Анализ и оценка нагрузки
  • Плотность заполнения
  • Периметры
  • Внутреннее усиление

Сочетая увеличение плотности заполнения, толщину периметра и усиление внутренних зон увеличиваем прочность и практичность детали. Это позволит получить конструкционно прочную 3D-модель с минимальным расходом филамента и временем печати.

Благодаря продуманному применению всех способов увеличения прочности детали, достигается прекрасный результат.