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Spärliche Füllung vs. solide FDM-Teile

FDM-3D-Druck:Die wichtigsten Vorteile von Sparse Fill gegenüber soliden FDM-Teilen

FDM® (Fused Deposition Modeling) ist eines der ursprünglichen 3D-Druckverfahren, das branchenübergreifend zur Herstellung von Fertigungshilfsmitteln, Rapid Prototyping und Produktionsteilen eingesetzt wird. Die FDM-3D-Drucktechnologie baut Teile mit starken Thermoplasten in technischer Qualität wie ABS und Polycarbonat. Bei Stratasys Direct sind industrielle FDM-3D-Drucker eine beliebte Wahl bei Luft- und Raumfahrtunternehmen und Transportunternehmen für Hochleistungsanwendungen, die Hitzebeständigkeit oder Schlagfestigkeit erfordern.

Eine einzigartige Funktion von FDM-3D-Druckern ist ein Baumodus, der es Benutzern ermöglicht, dickere Abschnitte der Teilegeometrie mit einer sogenannten „sparse fill“ auszufüllen. Sparse Fill ist, wenn Kunststoff in einer gerüstähnlichen Struktur anstelle einer standardmäßigen 3D-gedruckten Schicht extrudiert wird. Dies führt dazu, dass Abschnitte eines 3D-Teils fast hohl sind, aber die erforderliche Unterstützung bieten, um Festigkeit und Steifigkeit zu erhalten. Denken Sie an Brückenkabel oder Geländerpfosten, die der Gesamtstruktur mit Lücken dazwischen Festigkeit verleihen.

Der für FDM-Teile gewählte Füllstil wirkt sich auf das Innere der Teile aus, aber das Äußere erscheint und funktioniert genauso wie ein ausgefülltes Teil. Spärlich gefüllte Teile können ähnlich wie feststoffgefüllte Teile mit Nachbearbeitungen wie Schleifen, Epoxid, Grundierung und Farbe fertiggestellt werden.


Vorteile von Sparse Fill


1. Reduziertes Gewicht

Sparse Fill bedeutet, dass weniger Material in das Teil eingebaut wird, sodass das Gewicht des fertigen Teils erheblich reduziert wird. Wenn Sie ein Teil entwerfen, das von einem geringeren Gewicht profitieren würde, ist eine spärliche Füllung eine einfache Möglichkeit, das reduzierte Gewicht zu erreichen und gleichzeitig die Festigkeit beizubehalten.

2. Reduzierte Bauzeit

Da der 3D-Drucker weniger Kunststoff in jeder Schicht ablegen muss, dauert der Bau eines Teils mit spärlicher Füllung weniger Zeit. Mit den Geschwindigkeitsvorteilen des 3D-Drucks bedeutet die Zeitersparnis durch Sparse Fill, dass Ihre Teile schneller geliefert werden.

3. Reduzierte Teilekosten

Darüber hinaus tragen die Reduzierung des für den Bau von Ersatzteilen verwendeten Materials und die kürzere Druckzeit zu einem günstigeren Gesamtteil bei. Bei Stratasys Direct sind Bauzeit und Materialkosten die Hauptfaktoren, die zu den Kosten pro Teil beitragen.


Wann feste Innenfüllung verwendet werden sollte


Stratasys Direct empfiehlt Kunden, feste Innenfüllungen zu verwenden, wenn:

1. Die Teilfestigkeit ist das entscheidende Merkmal

Während Teile mit spärlicher Füllung in Abschnitten immer noch ihre Festigkeit behalten, liefert eine feste Füllung typischerweise ein noch stärkeres Teil. Wenn Sie beispielsweise einen Prototyp, der starken Stößen standhält, funktionell testen, sollten Sie erwägen, dickere Abschnitte eines Teils mit standardmäßiger fester Füllung zu füllen.

2. Das Teil besteht aus feinen Details und dünnen Wänden

Bei Stratasys Direct werden dünne Wände in einem Design standardmäßig massiv gebaut, und die einzigen Abschnitte, die ausreichend sind, werden spärlich gefüllt. Diese Empfehlung hängt typischerweise von der Schichthöhe ab, und wir haben die Standarddicken von 0,2 Zoll bis 0,6 Zoll definiert. Dünnere Dicken sind mit Hilfe eines Stratasys Direct-Ingenieurs möglich.


Wann man Sparse Fill verwendet


Stratasys Direct empfiehlt Kunden, Sparse Fill zu verwenden, wenn:

1. Das Teil kann davon profitieren, dass es leichter ist

Viele Unternehmen, die 3D-Druck einsetzen, suchen nach leichten Alternativen zu Konstruktionen, die aus Metall oder schwereren Materialien gefertigt werden. Der 3D-Druck kann das Gewicht reduzieren, indem er komplexe Formen und spärliche Innenräume liefert.

2. Das Teil hat einen großen Innenraum

Wenn Ihr Design Innenelemente enthält, die gefüllt werden müssen, ist es eine gute Idee, die Vorteile der spärlichen Füllung zu nutzen. Ihre Kosten pro Teil werden nicht nur gesenkt, sondern Ihr Teil wird viel früher geliefert. Wenn Sie etwas Großes entwerfen, können Sie außerdem davon profitieren, das Gewicht durch weniger Kunststoff im Innenraum erheblich zu reduzieren.


BMW verwendet Sparse Fill in einer Testvorrichtung


Das Werk der BMW AG in Regensburg, Deutschland, verwendete bei der Montage und Prüfung von Stoßfängerträgern konventionell bearbeitete Aluminiumvorrichtungen. Die Metallbefestigungen waren unbequem und schwer für die Arbeiter, die die Befestigungen für jeden Test und beim Anbringen der Stoßfängerhalterungen manuell hielten. BMW erkannte eine Gelegenheit, eine optimiertere Halterung mithilfe des 3D-Drucks zu testen.

Durch den Wechsel zu FDM Sparse Fill mit thermoplastischem ABS-M30-Material für ihre Halterung konnte BMW kundenspezifischere Halterungen herstellen, deren Herstellung zuvor zu kostspielig war. Die neuen 3D-gedruckten Vorrichtungen sind 72 % leichter als die vorherigen Vorrichtungen. Die leichten Vorrichtungen haben dank verbesserter Ergonomie, die für den Monteur weitaus weniger anstrengend ist, eine verbesserte Produktivität und Genauigkeit. Durch den Wechsel zum 3D-Druck hat BMW eine Einsparung von 58 % der Kosten pro Vorrichtung und eine um 92 % kürzere Lieferzeit erzielt.


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