So positionieren Sie Ihr Modell für den 3D-Druck

Zu wissen, wie Sie Ihr Modell für den 3D-Druck richtig ausrichten, ist eine der größten Herausforderungen, um effektive Teile zu erhalten. Stratasys-Systeme verwenden lösliches Trägermaterial, was bedeutet, dass fast jede Ausrichtung zum 3D-Drucken eines Modells geeignet ist. Die Ausrichtung eines Drucks auf Fehler ist jedoch nur die Spitze des Eisbergs. Abhängig von der Geometrie eines Teils möchten Sie möglicherweise, dass eine bestimmte Fläche oder ein bestimmtes Merkmal perfekt aussieht, das Teil in einer Richtung am stärksten ist oder die Menge des verwendeten Stützmaterials minimiert wird, um Druckzeit und -kosten zu reduzieren.

Ich habe drei Beispielmodelle erstellt, die gängige 3D-Drucksituationen emulieren, und werde durchgehen, wie ich diese Modelle ausrichten würde, wobei Oberflächenbeschaffenheit, Festigkeit und minimaler Trägermaterialverbrauch priorisiert werden. Diese Teile bieten hypothetische Situationen, in denen Sie das Teil verwenden könnten, um Einblicke in verschiedene Anwendungen zu geben.

Bevor wir eintauchen, ist es wichtig zu beachten, dass in diesem Handbuch davon ausgegangen wird, dass Sie über Grundkenntnisse des FDM-3D-Drucks verfügen und mit dem von Ihnen verwendeten 3D-Drucker vertraut sind.

Beispielmodell 1:Endverwendungsteil

Gleitteile sind sehr verbreitet, und wenn sie keine Kugellager verwenden, verwenden sie wahrscheinlich Buchsen aus Kunststoff. Beispielsweise verwenden einige Möbelschubladen und -schränke Nylon-Kontaktflächen zum Gleiten. Hier habe ich einen Halbkreis-Schieber mit Löchern zur Befestigung modelliert. Wie soll ich dieses Modell zum Drucken ausrichten?

So würde ich das Teil ausrichten, basierend auf unserer Anwendung, dieses Modell als Endverwendungsteil zu verwenden. Diese Ausrichtung gibt uns die bestmögliche Oberflächengüte auf der abgerundeten Oberfläche, die die Gleitkontaktfläche sein wird. Diese Ausrichtung minimiert auch die Menge an Trägermaterial und die erforderliche Reinigung. Durch diese Positionierung des Modells treffen wir den optimalen Punkt, um das beste Oberflächenfinish dort zu erzielen, wo wir es wünschen, die angemessene Festigkeit für die Anwendung und die Minimierung des Trägermaterials. Aber was wäre, wenn Sie für diesen Teil andere Absichten hätten?

Wenn Sie möchten, dass die angezeigte Vorderseite des Modells eine möglichst glatte Oberfläche hat, möchten wir sie wie abgebildet ausrichten – möglicherweise ist dieser Teil des Modells beim Verschieben der Schublade für den Endbenutzer sichtbar. Dies würde jedoch dazu führen, dass die Ebenenlinien des Drucks mit dem Bewegungspfad des Schiebereglers in Konflikt geraten.

Darüber hinaus erfordert diese Ausrichtung beim Betrachten des orangefarbenen Stützmaterialbereichs mehr Stützmaterial, um genaue Abmessungen der Befestigungslöcher zu erhalten.

Was ist, wenn Sie möchten, dass die ebene Fläche die bestmögliche Oberflächengüte aufweist? Wir würden es gerne nach oben ausrichten, aber dies würde eine rauere Oberfläche am abgerundeten Teil verursachen.

Beim Betrachten des Trägermaterials wird deutlich, dass diese Ausrichtung mehr Aufräumarbeiten verursachen würde als die erste (ideale) Ausrichtung.

Beispielmodell 2:Prototypenteil

Als Beispiel für ein Prototypenteil habe ich ein einfaches Profil modelliert. Eine Tragfläche kann eine komplizierte Form in der Herstellung und eine Herausforderung bei der Positionierung selbst für den 3D-Druck darstellen. Da eine komplexe Form wie diese schwer herzustellen sein kann, ist es noch wichtiger, einen funktionsfähigen Prototypen erstellen zu können, bevor in Werkzeuge investiert wird.

Für den einfachen Tragflächenprototyp gibt es mehrere Möglichkeiten, ihn auszurichten, um ein Gleichgewicht zwischen Oberflächengüte, Festigkeit und minimalem Trägermaterial zu erreichen.

Mit dieser Ausrichtung würde ich das Teil positionieren, um möglichst glatte Oberflächen zu erhalten und das Stützmaterial zu minimieren. Die glatten Oberflächen dieses theoretischen Profils wären ein wichtiges Merkmal.

Diese Ausrichtung kann den stärksten Teil für eine Flügelanwendung ergeben. Leicht geneigte Oberflächen wie die auf der Oberseite unseres Profils können jedoch beim Erstellen mit FDM-3D-Druck oft rau erscheinen. Dies wird dadurch verursacht, dass eine präzise glatte Oberfläche in eine „Stufenfläche“ zerlegt wird, bei der die Schichten übereinander gestapelt werden. Diese Ausrichtung ist jedoch am besten geeignet, um die Kräfte zu handhaben, die unser Profil erfahren kann, indem die Richtung der Schichten um 90° zum Auftrieb ausgerichtet wird, den es erfahren würde.

Beispielmodell 3:Werkzeugvorrichtung

Unser letztes Beispiel ist eine Werkzeuglehre, mit der ein Loch in das Ende eines zylindrischen Objekts gebohrt werden soll. Ich stelle mir vor, dass diese Halterung in eine Bohrmaschine eingespannt wird, sodass ein Rohr darin platziert werden kann, um ein Loch durch das Ende gebohrt zu werden.

Für unsere Werkzeugvorrichtung hat Stärke höchste Priorität. Daher würde ich das Teil so ausrichten, auch wenn es etwas mehr Stützmaterial erfordert. Diese Ausrichtung verleiht uns eine schöne Oberflächenbeschaffenheit auf der Oberseite, aber noch wichtiger, sie positioniert die Schichten um 90° zu den Kräften, die unsere Klemmen auf das Teil ausüben.

Eine andere mögliche Orientierung würde das verwendete Trägermaterial minimieren. Diese Ausrichtung verringert die Reinigungs- und Druckzeit, wenn das Werkzeug so schnell wie möglich benötigt wird, jedoch wird es nicht ganz so stark in die gewünschte Richtung sein.

Diese Ausrichtung ist möglich, aber eine, die keiner unserer Prioritäten nach Stärke oder Minimierung der notwendigen Unterstützung gerecht wird. Sofern Ihre Anwendung nicht wirklich eine schöne Oberfläche auf der oben angegebenen Oberfläche benötigt, ist diese Ausrichtung nicht ideal.

Ein Modell zu orientieren kann manchmal sowohl eine Kunst als auch eine Wissenschaft sein. Wenn Sie jedoch die Prioritäten Ihres Teils in Bezug auf Festigkeit, Oberflächengüte und Minimierung des Stützmaterials kennen, können Sie die bestmögliche Art und Weise für den Druck Ihres Modells ermitteln. Hoffentlich geben diese Beispielmodelle einen Einblick in die Orientierungsmöglichkeiten, die Sie haben, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

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Tags:3D-Druck, Endverwendungsteil, Position, Prototypteil, Werkzeugvorrichtung