FDM'de Destek Yapılarının Mühendislik Meydanlaştırılması

F used Deposition Modeling (FDM) modern mühendislik iş akışlarının temel taşı haline geldi, hızlı iterasyon, işlevsel prototipleme ve hatta son kullanım üretimi. Ancak, bir ısrarla devam eden bir zorluk: destek yapılarına olan güven, yüzeyin iyileştirilmesi için gerekli olsa da, önemli verimleri ortaya koyuyorlar.FDM parçalarını minimumda geliştirmek için doğru bir şekilde geliştirmek için, sadece filament tasarrufu sağlamak için.

Destekler, sabit olmayan baskılar veya zayıf yüzey kalitesi ile sonuçlanan betonarme, baskı zamanı (en az 30% 100-37; veya daha fazlası) ve daha fazla şarj edici parçalara geri dönmek için kaba temas yüzeyleri geride bırakmak zorunda kalacak. Ancak, boyutsal doğrulukları ücretsiz olarak tüketilir.

Bu makale, FDM parçalarını en az destekle tasarlamaya kapsamlı bir kılavuz sunuyor, temel yönelim stratejilerinden her şeyi ileri geometri manipülasyonu ve malzeme seçimine kadar kapsayan.FDM'ye deneyimli bir katkılı imalat mühendisi veya yeni olsanız da, bu ilkeler daha verimli bir şekilde üretmenize yardımcı olacaktır.

FDM Printing'de Destekler Anlamak

Destekler Neden Genellikle Gereklidir

FDM yazıcıları, tabaka tarafından molten termoplastik tabakaya eklenir. Her yeni katman mevcut bir yüzeye kadar depolanmalıdır; aksi takdirde, malzeme bu eşikten başka bir şey değildir ve kritik faktör, basılı özellik ve dikey eksen arasındaki açıdır. çoğu FDM materyali 45 dereceye kadar desteklenmez.

Köprüler (iki desteklenen nokta arasındaki son dereceler) ve adalar (orta havada başlayan başarı) da destek gerektirir. Köprü veya aşırı uçlu, daha büyük olasılıkla bu koşulların onları ortadan kaldırmaya yönelik ilk adımdır.

Aşırı Desteklerin Downsides

  • [FONT:0)Maliye:[[Dönetici: 1 ) Destek materyali 20% 50% bir baskıda kullanılan toplam filament.
  • [FONT:0)İncreased print time: Baskı desteği zaman alır. Slicers her iki bölüm için de araçlavaları hesaplamalı, genellikle baskı süresini doubling veya gezilemek zorundadır.
  • [FONT:0]Surface bitirme bozulması:[Dönetici:[Dönetici: 0) Destek arasındaki arayüz ve kısım genellikle düzgün bir yüzey elde etmek için post-işlem gerektirir.
  • [FONT:0]Mechanical zayıflığı:[Dönetici:[Dönetici:0) Removing desteği hassas özelliklere zarar verebilir veya mikro-cracks'ı tanıtabilir.
  • [FONT:0]Post-işlemci çalışma: [Döntme, prying veya dağıtma desteği zaman ve beceri gerektirir. karmaşık parçalar için, geri yükleme baskının kendisinden daha fazla zaman alıcı olabilir.

Minimal Supports ile Tasarım bölümü için Core Strategies

Destek bağımlılığının azaltılması tasarım aşamasında proaktif bir yaklaşım gerektirir. Aşağıdaki stratejiler, kısmen işlevselliği korumak için destek yapıları için gereklileri en aza indirmek veya ortadan kaldırmak için kanıtlanmıştır.

Bölüm Orientasyon

Destekleme için en güçlü araç baskı yönlendirmedir.Kayıt yazılımındaki kısım geri döndükten sonra, bu yüzeyleri genellikle kendi destekli özelliklerle doldurabilirsiniz. Altın kuralı, 45 derece veya diker (i.e.e., dikey olarak daha yakın).

Bir yüzeyin düzgün veya boyutsal olarak kritik olması gerektiğini düşünün, bu yüzden bu yüze yapılan desteklerle temas halinde değildir.Örneğin, büyük bir düz altla bir braketle basılır, düz yüzeyi bir dikey duvara çevirebilir.Bu yönelim, yatak adhesion gerektirir ve bu yüze destek için gerekli desteği ortadan kaldırır.

Kendi kendine Destekli Taşlarla Tasarım

Mümkün olduğunda, tasarım özellikleri, overhangs'in dikey bir duvardan yana açılabilmesi için, inşa edilmiş bir destek olarak hareket eder, yazıcının ayrı bir yapıya ihtiyacı olmadan yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş malzeme koymasına izin verir.

Bu ilke deliklere, kesimlere ve iç boşluklara uygulanır. dikey bir duvar aracılığıyla yatay bir delik büyük veya düz bir üstte olup olmadığını destekleyebilir.Demek için de delik değiştirmek için bir yol açma şekli (bir işaretli üstteki çember), üst kısım kendi kendine destek veren bir özelliktir.

Instri Chamfers ve Fillets

Chamfers ve dolgular sadece estetik özellikler değildir; desteksiz olarak idare edilebilir güçlü araçlardır. Bir yatay yüzeyin dikey bir duvarla buluştuğu keskin bir iç köşe, eğri boyunca tüm noktalarda bir dolum (parça) veya chamfer (kırık) eklemek için bir geçiş sağlar.

Dış overhangs ayrıca fayda sağlayabilir. Destek gerektiren keskin 90 derece kenar yerine, bir chamfered veya yuvarlak kenar, malzemenin sürekli, kendi destek yolu içinde depolanmasına izin verir.Bu özellikle yüzey kalitesi önemli olan kozmetik parçalar için faydalıdır, çünkü geride bıraktığı kaba arayüz işaretlerini ortadan kaldırır.

Split Kompleksi Basit Bölümlere

Bazen en zarif çözüm, karmaşık bir kısmı en uygun yönelimlerde tek başına yazdırabilecek çok basit parçalara ayırmaktır, sonra bu yaklaşım ticaretleri montaj zamanı için ortadan kaldırmayı destekler, ancak birçok durumda, baskı başarısızlıklarında ve post-işlemlemedeki azalma ekstra adıma değer. Örneğin, iç overhangs ile büyük bir muhafaza için, her biri daha sonra iç yüzen (bir araya gelmemiş) ve sonra yapıştırılır veya sonra yapıştırılır.

Tasarım şıklığı, dovetails veya iplikler, montajı basitleştirmek için mating yüzeylere ekler. Bu strateji aynı bölümün farklı bölümleri için farklı malzemeler kullanmanıza olanak sağlar, daha iyi performans optimize eder.Kaç parçaları bölmek ve ortakların uygulama için yeterince güçlü olduğundan emin olun.

Advanced Slicer Support Özellikler

Modern slicing yazılımı basit blok tarzı desteklerin ötesinde gelişti. Ağaç desteği (Cura) veya özel destek blokları, tam olarak nerede ve nasıl destekleneceğinizi kontrol etmenize izin verir. Ağaç, sadece belirli noktalara dokunmak için inşa plakadan dalıyor, önemli ölçüde malzeme kullanımını ve iletişim alanını azaltır. Ayrıca geleneksel ağ desteğinden daha kolay.

Destek blokerleri aslında kendi kendine destek veren yüzeylerde oluşturmayı önlemek için kullanın, ancak dilimleyici mi yandaşlar, yalnızca gerekli olan küçük desteği eklemek için destek uygulamacıları kullanın.İyi destek parametreleri vemdash; destek yoğunluğu, desen (lines, zigzag, konsantrik), ve arayüz mesafe— önemli ölçüde kullanılan malzemenin miktarını azaltır ve geri yüklemenin zorluğunu azaltır.

Destek Tasarım için Materyal-Specificiders for Support Design

Farklı FDM malzemeleri aşırı kopyaları baskılarken ve destekle etkileşime girdiğinde farklı davranır. Bu farklılıkları anlamak, minimum destekle güvenilir bir şekilde baskı yapan parçaları tasarlamanıza yardımcı olur.

PLA ve PETG

PLA, aşırı viskobu nedeniyle en çok malzemedir. İyi bir bridging özelliği vardır ve genellikle aynı tasarım ilkelerinden yararlanamaz, ancak PLA, yüksek vizasyon nedeniyle 50 dereceye kadar daha agresif bir geometriye izin verir.

ABS ve ASA

ABS ve ASA, ABS veya ASA için tasarlandığında, yatak külotunu önlemek için daha kritik bir şekilde destekleniyor. Ancak, bu malzemeler teknik olarak desteklenmeyen parçalar için bile izin veriyor: destek genellikle PLA ile biraz daha fazla güçle temizlenebilir.

Kre ve Polikarbonat

Plastik ve polikarbonat gibi mühendislik malzemeleri hiposkopikdir ve yüksek frekanslı sıcaklıklar gerektirir. Mekanik güç olmadan çözülebilecek daha güçlü bir şekilde parçalanması için destek verebilir.Bu malzemeler için, özellikle de desteklemektedir veya kullanımın en aza indirmek önemlidir (örneğin, PVA veya BVOH).

Esnek ve Kompozitler

Soğutma ve diğer esnek filamentler, destek yapısının altında daformasyonlar için destek yapısının altında daha da kritiktir. Tasarım, başlangıçtan gelen kendi destekli geometrilerle kolayca erişilebilir hale getirilmesini sağlar.

Verimli Destek Yoku için Tasarım İpuçları

En iyi tasarım uygulamaları ile bile, bazı parçalar kaçınılmaz olarak desteklenecek. Bu durumlarda, akılda kaldırılması ile tasarım zamanınızı kurtarabilir.

Tasarım Accessible Support Interfaces

Pozisyon, pliers, kesiciler veya bir deburring aracı ile ulaşmak için kolay olduklarını destekler. Derin boşlukların veya araçların ulaşamadığı dar deliklerin dibindeki destekten kaçının.Eğer bir destek ulaşılamazsa, bu alanı ortaya çıkarmak için bölümü bölmek veya bu yerde desteği ortadan kaldırmak için özelliği yeniden tasarlamak.

Instri Break Points ve Bridges

Destek ve parça arasında mola veren küçük özellikler ekleyin. Örneğin, küçük bir köprü (sadece birkaç noktadaki parçaya bağlayan desteğin ince bölümü) desteğin daha kolay bir şekilde ortaya çıkmasına izin verir.Bazı dilimler, yoğun bir arayüz katmanı yaratır.

Yüzey Bitleri

Eğer görünür bir yüzey bir destekle temasa geçilirse, destek arayüzünü gizlemek için ya da yüzeye sıkıca plan yapmak için kısmı yönlendirecektir. Örneğin, düz bir yüzey mükemmel bir şekilde pürüzsüz olmalıdır, bunun üzerinde destek koymaktan kaçınır.Eğer 0.1–0.2 mm desteği geri almak için bir destek arayüzü ekleyin, böylece destek yüzeye sıkıca sokulmaz, yüzeye kadar, biraz dokulanmış bir alan bırakır.

Conical ve Tree Supports Kullanın

Modern dilimleyici destek türleri konical support (en üstte, daha geniş tabanda) ve ağaç desteği (branching yapıları) kolay kaldırma için tasarlanmıştır. Bunlar, genel bağ gücünü azaltır.Bu destek türleri de geleneksel ağ desteğinden daha az malzeme kullanır.

Gelişmiş Geometrik Tasarım Teknikleri

Çayrdrop ve Elmas Delikler

Geometrik delikler klasik bir destek tuzağıdır. Bir yatay delikin en iyi şekilde, en iyi şekilde kullanılan bir elmas şeklinde delik vardır, sonunda tüm uygulamaları gerektirmez. Birçok CAD eklenti ve dilimleyici araçları bu dönüşümle otomatikleştirebilir.

Overhang Bantring

Bir özellik aşırı yüklemeli, bir şekilde adım atmak yerine yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş bir şekilde dağıtılır. Daha uzun bir mesafeye kadar aşırı mesafeyi dağıtır, kendi destek sınırları içinde tutar. Örneğin, bir 5 mm yukarı 90 derece açıdan yerine, 10 mm'lik bir dokunuşu 45 dereceye kadar tasarlayın.

İç Destek Geometri

İç boşlukları veya lattice yapıları gerektiren parçalar için, lattice tasarımını tasarlayın, böylece strutları 45 derece veya daha fazla açılı. Birçok jeneratif tasarım araçları organik lattice yapıları üretebilir, alternatif olarak, iç destekle uyum sağlayan bir haç veya balkomb modeli kullanabilir.

Destekle Yapılan Vaka Çalışmaları -Minimized Design

Bracket Prodüksiyon for Production

Başlangıçta CNC işleme için tasarlanmış bir havacılık aracı FDM için uyarıldı. Orijinal tasarım, 30 derece fazla abartılmış ve çok sayıda düz alanla geniş desteklenmiştir.Sonunda 45 derece ile tekrarlanan ve orijinal maliyetin 90 derecesinde 90 derece geri dönen bir bölüm üretildi; 5% altında; yazdırılan süre 30% ve işlem sonrası neredeyse ortadan kalktı.

Desteksiz Enküre

Bir tüketici elektronik muhafazası bir düz alt ve büyük bir açılışla bir yana sığmalıdır. - Açılış için gerekli olan orijinal yönelim mükemmeldi ve 50% ile her şeyi iç yüze yazdırarak, iki yarı yapıştırıcıya katılmadı.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

FDM parçalarını minimum destekle tasarlamak sadece maddi tasarruf meselesi değildir; verimli bir temel taşıdır, üretime hazır katkı maddeleri üretimine olanak sağlar. Aşırı açılardan mekaniğini anlamak, yönlendirme ve geometrik tasarım stratejilerini anlamak ve gelişmiş dilimleyici özellikleri kullanarak, mühendisler ciddi şekilde desteklenebilirler.

Anahtar ilkeleri basittir: 45 derece içinde aşırı yüklemeleri devam edin, chamfers kullanın ve minimum destek için doldurma yeteneği, daha basit bileşenlere bölünmüş ve malzemeye özgü stratejiler seçmek.Bu araçlarda mühendisler daha yüksek kaliteli parçalar üretebilir, daha az atık ve daha düşük maliyetlerle.

İleri FDM tasarım teknikleri hakkında daha fazla okuma için, [[Dönetici:0)Ultimaker'ın tasarım yönergeleri[D'nin destek optimizasyonu kılavuzu) ve |Ultimaker'ın tasarım kılavuzları[D:2).