Design für den 3D-Druck Teil 3:Verkürzung der Druckzeit

Anmerkung des Autors:Dies ist der dritte Teil des Designs für den 3D-Druck. Wir besprechen, wie Sie bei 3D-Druckteilen aus Kunststoff Zeit (und Material) sparen können. Sie können auch zurückgehen und lesen Teil 1 und Teil 2 .

Einführung

Einer der häufigsten Kritikpunkte an der additiven Fertigung ist ihre Langsamkeit im Vergleich zur subtraktiven (Schnell-)Bearbeitung. Während der Einsatz der additiven Fertigung auf lange Sicht oft Zeit spart (insbesondere in Situationen, in denen ein spezialisierter Prototypenbau oder eine erhebliche Bearbeitungszeit erforderlich ist), ist die subtraktive Bearbeitung in einigen Situationen mit den richtigen Ressourcen objektiv schneller. Dieses Problem ist zwar repräsentativer für die Natur der additiven Fertigung, es gibt jedoch mehrere Strategien, mit denen Benutzer die Druckzeit für Kunststoffteile verkürzen können. In diesem Beitrag besprechen wir Design für 3D-Druckstrategien, die Zeit sparen (und eine, die es nicht tut) und wie Sie sie in Eiger und mit Ihrer Maschine implementieren können.

Was einem Druck mehr Zeit verleiht (und wie man ihn vermeidet)

Um zeitsparende Teile zu entwerfen, müssen wir aufzählen, was die Drucke tatsächlich zeitaufwändiger macht. Im Folgenden werden wir jeden der wichtigsten Zeitfresser ansprechen und warum sie Zeit hinzufügen.

Große Oberfläche

Dies ist der wesentliche Beitrag zur Verlängerung der Druckzeit. Eine große Oberfläche bedeutet, dass mehr Teilwände gedruckt werden müssen. Da sich der Druckkopf an Wänden deutlich langsamer bewegt als die Füllung, erhöht das Hinzufügen einer größeren Oberfläche (und damit einer längeren Wand) die Druckzeit erheblich. Dies bedeutet, dass das Drucken eines kleineren Teils mit komplizierteren Oberflächendetails länger dauern kann als das Drucken eines größeren, einfachen Teils. Nehmen Sie dieses Zahnrad und den Zylinder, die unten abgebildet sind. Der Außendurchmesser an jedem Teil ist identisch, was bedeutet, dass der Zylinder tatsächlich mehr Material enthält. Aufgrund der größeren Oberfläche dauert der Druck des Zahnrads jedoch fast 30 % länger. Manchmal sind erweiterte Funktionen für einen erfolgreichen Teil erforderlich; in diesen anderen Fällen ist einfach immer schneller.

Unterstützungsmaterial

Das Hinzufügen von Stützmaterial zu Ihrem Teil verlängert die Druckzeit mehr als jeder andere Faktor. Da unser Trägermaterial aus einer langen, langsam bedruckten Wand besteht, kommt die Zugabe einer massiven Fläche gleich. Während für das Drucken einiger Teile Unterstützung erforderlich ist, können Sie die dadurch hinzugefügte Zeit mit einigen Schritten begrenzen.

1. Probieren Sie mehrere Teileausrichtungen aus:Häufig kann die Änderung der Teileausrichtung die Gesamtdruckzeit drastisch ändern. Ein gutes Beispiel dafür ist ein Schienbeinschoner, den ein Mitglied unseres Teams vor einigen Wochen gedruckt hat. In einer Ausrichtung erfordert das massive Volumen unter der Schale riesige Stützstrukturen, die einen 13-Tage-Druck ergeben. Durch das Umdrehen des Teils verkürzte sie die Druckzeit um 11 Tage und konnte das Teil in viel überschaubareren zwei Tagen drucken.

2. Überhänge begrenzen:Wenn das Teil dies zulässt, führt das Drucken ohne Stützen zu einem schnelleren Druck. Wenn aktiviert, unterstützen unsere Algorithmen jeden Überhang von mehr als 45 Grad von der Vertikalen mit Onyx (30 Grad für Nylon). Wenn Sie mehr Überhänge haben, die Sie nicht ändern können (und Unterstützung benötigen), stellen Sie sicher, dass Ihre nicht kritischen Überhänge diese Werte nicht überschreiten. Dadurch werden die Stützen auf die Überhänge begrenzt, die sie benötigen, und Sie sparen gleichzeitig Zeit für andere Überhänge, die Sie nicht benötigen. Wenn Sie keine Überhänge haben, die Stützmaterial benötigen, schalten Sie die Stützen aus und begrenzen Sie die Winkel auf 55 Grad für Onyx (oder 45 Grad für Nylon). Das Teil wird problemlos gedruckt und Sie sparen viel Zeit.

3. Entwerfen Sie mit einer Druckseite im Hinterkopf:Um zu bestimmen, welche Überhänge unterstützt werden müssen (und welche nicht), überlegen Sie sich vor dem Design, in welcher Ausrichtung das Teil gedruckt werden soll. Auf diese Weise können Sie für den 3D-Druck entwerfen, anstatt das Teil so zu ändern, dass es in den Drucker passt. Dies spart zwar keine Druckzeit, aber Konstruktionszeit für das Teil.

4. Teilen Sie das Teil:Manchmal sind Teile einfach zu komplex für unterstützungseliminierende Änderungen. In diesem Fall gibt es noch eine Option. Durch das Aufteilen eines Teils in zwei oder mehr Teile können Sie Überhänge oft viel einfacher begrenzen. Nachdem die Teile gedruckt wurden, kleben Sie sie mit Loctite 401, um ein mehrteiliges Teil zu erhalten, das so stark ist, wie es das Unibody-Teil gewesen wäre.

Ebenenhöhe

Dies ist ein klassischer Kompromiss beim FFF-Druck:Schichtauflösung vs. Druckzeit. Unsere standardmäßige Schichtauflösung von 100 Mikron erzeugt eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit. Eine Erhöhung der Schichthöhe auf 200 Mikrometer opfert ein wenig Oberflächenqualität und halbiert gleichzeitig die Druckzeit. Dies ist äußerst hilfreich bei schnellen und schmutzigen Druckaufträgen, die nur aus Kunststoff bestehen (das Drucken mit Fasern erfordert eine feste Schichthöhe von 100 oder 125 Mikrometern), da Ihre Teile doppelt so schnell aus dem Drucker kommen. In der Tabelle unten finden Sie Zeitschätzungen für unterschiedliche Schichthöhen auf der zuvor analysierten Ausrüstung.

Design für den 3D-Druck

Es gibt einen ungesunden Trend in der additiven Fertigung:Übermäßige Nutzung der Technologie bei Teilen, die nicht gedruckt werden müssen. Das Zusammenführen von bearbeiteten und gedruckten Teilen zu einem Druck kann einfach sein, verlängert jedoch die Druckzeit. Die Lösung ist zeitsparend einfach:nur Geometrien drucken, die vom Bedrucken profitieren. Design für den 3D-Druck:Drucken Sie keine Wellen oder andere Teile, deren Bearbeitung trivial ist, da dies nur Ihren Arbeitsablauf verlängert.

Fehler beim Drucken

Dies ist eine indirektere Ursache für zusätzliche Zeit; es ist jedoch genauso wichtig. Stellen Sie sicher, dass Ihr Bett richtig nivelliert ist und Sie über genügend Material für einen Druck verfügen, um Ihre Vorlaufzeit drastisch zu verkürzen. Fehlgeschlagene Drucke verschwenden sowohl Druckzeit als auch Material, und ihre Begrenzung trägt wesentlich zu einem effizienteren Drucken bei. Hier sind einige Möglichkeiten, wie Sie fehlgeschlagene Drucke begrenzen können:

• Verziehen
• Einheitentests

Was nicht hilft:Geschwindigkeitslöcher hinzufügen

Das Hinzufügen von Löchern zu Ihrem Druck kann Material sparen, aber es besteht eine ziemlich gute Chance, dass sie keine Zeit sparen. Löcher fügen Ihrem Teil oft eine Oberfläche hinzu, was (wie bereits erwähnt) Zeit hinzufügt. Schauen Sie sich den Vergleich unten an. Der Donut hat aufgrund des großen Lochs weniger Material, dauert aber 10 % länger zum Drucken.

Schlussfolgerung

Beim Drucken Zeit zu sparen ist eine launische Kunst:Sie variiert stark von Teil zu Teil und funktioniert nicht immer so, wie Sie es erwarten. Wenn Sie diese Strategien befolgen, können Sie jedoch in den meisten Fällen Ihre Druckzeit verkürzen.

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