Studium przypadku: Diehl Controls

Zwiększanie wytrzymałości wydruków 3D ogranicza anizotropia FFF, zwłaszcza między warstwami. Podział i orientacja poprawiły trwałość części Diehl Controls w wielu osiach bez istotnej zmiany czasu.

Informacja o źródle: Artykuł opiera się na wewnętrznym studium Omni3D wykonanym przez specjalistę z użyciem sprzętu i zweryfikowanych parametrów firmy.

Podsumowanie

Diehl Controls potrzebował części wytrzymałej w wielu kierunkach. Standardowy wydruk jednoczęściowy pękał na kilka fragmentów po upadku lub niewłaściwej obsłudze.

Podzielono model na sekcje drukowane w orientacjach ograniczających słabość stref krytycznych. Klejenie inżynierskie zwiększyło wytrzymałość słabych punktów bez istotnej zmiany czasu.

Wytrzymałość wydruków: problem anizotropii FFF

Części FFF/FDM są anizotropowe: wytrzymałość zależy od kierunku i może być mniejsza wzdłuż granic warstw.

Problem dotyczy części:

• narażonych na uderzenia i upadki,
• z cienkimi strefami lub małymi przekrojami,
• obciążanych z wielu kierunków.

Ryzyko wiązało się z granicami warstw w małych przekrojach.

Zidentyfikuj słabe punkty przed zmianą procesu

Krok 1: zrównoważ podpory i wytrzymałość

Wybrano orientację równoważącą:

• minimalną liczbę podpór,
• maksymalną wytrzymałość całej części.

Odwrócenie modelu wymagałoby więcej podpór, materiału i czasu.

Krok 2: znajdź słabości na granicach warstw

Zoptymalizowana orientacja części na stole.

Nawet rozsądna orientacja całości może osłabiać:

• granice warstw,
• małe przekroje.

To prawdopodobne miejsca awarii i priorytet poprawy.

Zwiększ wytrzymałość przez podział

Zamiast całości wydrukowano osobne sekcje.

Dlaczego podział sprawdził się tutaj

Każdą sekcję zorientowano dla jej stref krytycznych bez wspólnego kompromisu.

Trzeba było zaprojektować:

• niezawodne połączenia i styki,
• tolerancje dla dokładnego montażu.

Druk i montaż — szczegóły

Konfiguracja druku

Wszystkie części wydrukowano na Omni TECH z użyciem:

• Kimya ABS ESD zgodnie z wymaganiami zastosowania,
• HIPS-20 jako podpór.

Montaż

Po usunięciu podpór połączono elementy za pomocą:

• ARALDITE® 2000 — kleju inżynierskiego.

Rezultaty

Testy wykazały większą wytrzymałość słabych punktów przy zasadniczo niezmienionym czasie druku.

Wyniki pomiarowe

• Łączny czas: 10 godz. 50 min
• Masa części: 109,12 g bez podpór

Zestawienie techniczne

Wnioski praktyczne

• Przy pękaniu na granicach warstw i małych przekrojach podział może zwiększyć wytrzymałość.
• Podział pozwala osobno optymalizować orientację.
• Montaż wymaga dobrych styków, tolerancji i kleju.

Najczęściej zadawane pytania

Jak zwiększyć wytrzymałość bez zmiany materiału?

Znajdź strefy awarii. Jeśli orientacja wymusza kompromis podpór i wytrzymałości, podziel model dla osobnej optymalizacji.

Dlaczego całość łatwo pękała?

Anizotropia i małe przekroje tworzyły słabości na granicach warstw.

Dlaczego nie zmienić samej orientacji?

Alternatywa zwiększała podpory, materiał i czas. Podział optymalizował sekcje niezależnie.

Jakie materiały i sprzęt?

Omni TECH, Kimya ABS ESD, HIPS-20 i klej ARALDITE® 2000.

Czy podział wydłużył druk?

Łączny czas druku pozostał zasadniczo niezmieniony. Całość trwała 10 godz. 50 min, a gotowy element ważył 109,12 g bez podpór.

O autorze

Bartosz Liberski
Specjalista druku 3D
bl@omni3d.net