5 Tipps für starke 3D-Drucke

Die strukturelle Integrität beim 3D-Druck ist wichtig, da 3D-Drucke während der Funktion nicht zusammenbrechen dürfen. Der 3D-Druck ist ein beliebtes Herstellungsverfahren mit breiter Akzeptanz aufgrund der Qualität, die es liefert. Bei der Verbesserung der Festigkeit von 3D-gedruckten Teilen spielen viele Dinge eine Rolle.

Dieser Artikel enthält Details zur Erstellung starker 3D-Drucke und ist hilfreich für diejenigen, die entweder einen persönlichen 3D-Drucker haben oder an Rapid-Prototyping-Dienste auslagern möchten. Wenn Sie einen persönlichen 3D-Drucker haben, lernen Sie, wie Sie die Einstellungen optimieren, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Wenn Sie Ihre Projekte auslagern möchten, erhalten Sie Informationen über verschiedene Materialien und aktuelle Nachbearbeitungstechnologien, die Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie Sie mit dem Prototyping-Service besser kommunizieren können. Sehen Sie sich eine vereinfachte Version an, wie Sie 3D-gedruckte Teile stark machen können.

Druckereinstellungen anpassen

Ein 3D-Drucker für Ihre persönlichen Arbeiten ist effizienter und effektiver bei der Herstellung persönlicher Produkte. Wenn Sie sich jedoch nicht intensiv mit dem 3D-Druck beschäftigen und Kenntnisse über seine Verwendung haben, haben Sie möglicherweise ein wenig Probleme, einen starken 3D-Druck zu erstellen. Es gibt viele Einstellungen an Ihrem 3D-Drucker, die Sie für einen qualitativ hochwertigen und starken Druck optimieren können. Unten erfahren Sie, wie Sie damit starke 3D-Drucke erstellen.

Infill-Dichte erhöhen

Eine Möglichkeit, die Festigkeit eines 3D-Drucks zu erhöhen, besteht darin, die innere Dichte zu erhöhen. Die innere Dichte reicht von 0 % bis 100 %, wobei null vollständig hohl und 100 vollständig massiv bedeutet.

Theoretisch sollte eine Fülldichte von 100 Ihren 3D-Druck sehr stark machen. Praktisch die meisten Designer haben jedoch festgestellt, dass alles über 70 % einen geringeren Einfluss auf die Stärkung des 3D-Drucks hat. Stattdessen steigt der Filamentverbrauch, die Druckzeit, die Kosten und die Belastung des 3D-Druckers enorm an.

Hinweis:Verwenden Sie mindestens 20 % Fülldichte für Festigkeit und optimieren Sie nach Möglichkeit die Wandstärke (siehe unten), bevor Sie die Fülldichte erhöhen.

Wandstärke erhöhen

Die Wandstärke eines 3D-gedruckten Materials wird durch „Wandlinienanzahl“ und „Außenlinienbreite“ gemessen. Es zeigt, wie dick die Wand ist und wie stark sie vergrößert wird, um starke 3D-Drucke zu erstellen. Eine Erhöhung der Wandstärke erhöht die Festigkeit, da 3D-gedruckte Teile außen stärker belastet werden als innen.

Eine Erhöhung der Wandstärke stärkt nicht nur das gedruckte Material, sondern verbessert auch Überhänge (Geometrieformen in 3D-Modellen, die schwierig zu drucken sind) und Wasserdichtigkeit.

Hinweis:Für ein normales Produkt sollte mindestens eine Wandstärke ≥ 1,2 mm vorhanden sein. Sie können es dann für mehr Stärke erhöhen.

Verwenden Sie dünnere Schichten

Die Verwendung einer dünnen Schicht führt zu einer besseren Haftung und Dichte zwischen aufeinanderfolgenden Schichten, wodurch 3D-gedruckte Teile gestärkt werden. Designer haben gesagt, dass eine Reduzierung auf 0,1 mm (100 Mikrometer) die Festigkeit maximiert. Es gibt jedoch auch eine zusätzliche Erhöhung der Druckzeit.

Verwenden Sie ein starkes Füllmuster

Eine weitere Möglichkeit, 3D-Drucke zu verstärken, ist die Verwendung des richtigen Füllmusters. Füllmuster arbeiten mit der Fülldichte und dienen als interne Stützstruktur für 3D-Drucke. Sie verleihen dem Teil auch eine gewisse Steifigkeit und verhindern eine Wandverformung. Um starke 3D-Drucke mit Füllmustern zu erstellen, sollten Sie ein dichtes Füllmuster zwischen 30 und 50 % verwenden.

Die Art des verwendeten Füllmusters bestimmt auch, wie stark der 3D-Druck sein wird. Drei Füllungen, die Sie ausprobieren können, sind unten aufgeführt:

· Dreieckiges Füllmuster

Dreieckige Füllungsmuster sind stark, da sie sich weniger verformen können, und sie bieten die beste Stützstruktur. Die meisten 3D-Enthusiasten führen dies darauf zurück, dass Dreiecke die stärkste Form sind.

Die Verwendung einer dreieckigen Füllung verbessert auch die Druckgeschwindigkeit aufgrund der geradlinigen Bewegung des Druckkopfs. Folglich machen Stärke und Geschwindigkeit dreieckige Füllungen zur besten Wahl unter vielen 3D-Enthusiasten.

· Rechteckiges Füllmuster

Rechteckige Füllungen können aufgrund ihres Gitters aus parallelen und senkrechten Extrusionen eine Füllungsdichte von 100 % erreichen. Wie die dreieckige Füllung hat es auch eine hohe Druckgeschwindigkeit aufgrund der geradlinigen Bewegung des Druckkopfs.

· Sechseckiges Füllmuster

Sie haben tessellierte Sechsecke und das höchste Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Im Gegensatz zu den beiden vorherigen Füllmustern ist das Drucken langsam, da der Druckkopf ständig die Richtung ändert, aber sie sind auch effektiv bei der Verstärkung von 3D-Drucken.

Flussrate anpassen

Die Anpassung der Durchflussrate kann auch eine ideale Methode sein, um 3D-gedruckte Teile stark zu machen. Bei dieser Methode müssen Sie jedoch darauf achten, dass Sie keine Unter- und Überextrusion verursachen. Daher stellen die meisten Designer sicher, dass sie nur kleine Änderungen vornehmen.

Sie können die Durchflussrate für Folgendes anpassen:

• Wandströmung (Außenwandströmung &Innenwandströmung)
• Füllfluss
• Support-Flow

Sie können die Durchflussrate anpassen, um 3D-Drucke zu verstärken. Die meisten Benutzer passen die Durchflussrate jedoch an, um andere 3D-Druckprobleme zu beheben, z. B. die Unfähigkeit, einen volumetrischen Durchfluss zu erreichen, und um die Genauigkeit zu verbessern.

Linienstärke ändern

Laut Cura, einem beliebten Slicer, können Sie Ihre 3D-Drucke verstärken, indem Sie die Linienbreite auf ein gerades Vielfaches der Schichthöhe einstellen. Sie müssen jedoch vorsichtig sein, da diese Einstellung direkt mit der Extrusion zusammenhängt, d.h. eine massive Änderung der Linienbreite kann zu einer Über- und Unterextrusion führen.

Kühlung reduzieren

Das Abkühlen ist ein wichtiger Prozess im 3D-Druck, der die Haftung der Schichten nach dem Abbinden beeinflusst. Schnelles Abkühlen kann die Haftung verringern, da sich eine nachfolgende Schicht nicht mit einer anderen verbinden kann. Die Kühlung hängt jedoch auch vom verwendeten Material ab. Beispielsweise funktioniert PLA am besten unter der Wirkung eines starken Lüfters. Daher sollten Sie je nach Material, mit dem Sie arbeiten, die Abkühlgeschwindigkeit reduzieren.

Wählen Sie starkes Material, um starke 3D-Drucke zu erstellen

Beim 3D-Druck gibt es einige Materialien, die als schwach bekannt sind. Daher kann es bei der Herstellung eines starken 3D-Drucks darum gehen, starke 3D-Druckmaterialien zu verwenden. Es gibt drei Hauptmaterialien mit Eigenschaften, die gleichbedeutend mit Festigkeit sind.

ABS

ABS ist ein großartiges 3D-Druckmaterial zur Herstellung starker 3D-Drucke, die nicht für eine starke Beanspruchung geeignet sind. Es ist ein Thermoplast mit zähen und leichten Eigenschaften, was es zu einem Top-Kunststoffpolymer im 3D-Druck macht.

PLA

PLA ist ein teures 3D-Druckmaterial, das für Drucke mit starker Beanspruchung und hoher Auflösung geeignet ist. Es hat eine Zugfestigkeit von 7250 psi, wird aber bei Lichteinwirkung abgebaut.

PETG

Dies ist ein neues Filament, das aufgrund seiner Stärke in letzter Zeit an Popularität gewinnt. Es hat eine Zugfestigkeit von etwa 4100-8500 psi, was es stärker als PLA und schwächer als ABS macht. Es ist jedoch weniger flexibel als PLA und mehr als ABS.

Auswahl des richtigen Materials

Um das richtige Material der drei auszuwählen, müssen Sie die Widerstandskraft, die spätere Verbindung, die Biegekräfte, die Steifigkeit und die Fähigkeit, Stößen zu widerstehen, berücksichtigen. Unten ist ein Vergleich der drei in Bezug auf jeden:

• Widerstandskraft:PETG> PLA> ABS
• Verbindung zwischen den Schichten:PETG> ABS und PLA
• Biegekraft:ABS> PETG> PLA
• Schlagfestigkeit:ABS =PETG> PLA

Um mehr über die Unterschiede zwischen PLA und ABS zu erfahren, lesen Sie den Artikel zu RapidDirect.

Bestimmen Sie die Teileausrichtung

Eine weitere Möglichkeit, 3D-Drucke zu verstärken, ist die Teileorientierung. Die Teileorientierung ist die Positionierung eines Teils auf dem 3D-Drucker. 3D-Drucker arbeiten, indem sie dünne Schichten aus geschmolzenem Material in einer allmählich zunehmenden Höhe abscheiden. Die allmähliche Zunahme der Höhe bildet die dreidimensionalen Teile. Beim Abscheiden einer Schicht verbindet sie sich mit der vorherigen Schicht. Die Schnittstelle zwischen den beiden Schichten ist jedoch eine Schwachstelle, und 3D-Drucke brechen an diesen Schnittstellen.

Eine gute Möglichkeit, dies zu verstehen, besteht darin, eine Halterung für ein Regal herzustellen. Was Sie bemerken werden, ist, dass die größte Kraft nach unten wirkt, wo die Halterung am Regal befestigt ist. Daher ist es besser, auf einer Seite mit einer der Kraft entgegengesetzten Schnittstelle zu drucken.

Wenn die Teileorientierung schwierig ist, sollten Sie Materialien verwenden, die eine bessere Bindungsneigung haben, z. B. PETG. Beachten Sie außerdem, dass die Teileausrichtung die glatteste Druckoberfläche und die Druckkosten beeinflusst, da viele Materialien erforderlich sind.

Aufbringen einer Epoxidbeschichtung auf 3D-Drucke

Dies ist kein direkter Weg, um starke 3D-Drucke zu erstellen, wie es nach dem Drucken auftritt. Dabei wird Epoxid/Polyepoxid verwendet, um 3D-Drucke zu verstärken. Epoxidbeschichtung ist eine unlösliche Oberflächenbeschichtung aus einem Härter und einer Epoxidbeschichtung. Es ist lösungsmittelbeständig, langlebig und robust und eignet sich daher zur Beschichtung von Materialien wie PLA, ABS und SLA.

Das Auftragen einer Epoxidbeschichtung auf 3D-Drucke ist eine einfache Aufgabe. Befolgen Sie die nachstehenden Schritte, um zu erfahren, wie Sie vorgehen könnten:

• 3D-Druck des Produkts gemäß dem Produktdesign
• Lassen Sie es abkühlen und reinigen Sie die Oberfläche.
• Gießen Sie einen kleinen Teil in eine Tasse und erwärmen Sie ihn, um eine viskose Flüssigkeit zu erhalten
• Tragen Sie die Epoxidbeschichtung mit einem Pinsel auf das Modell auf, ohne dass die Beschichtung an der Seite heruntertropft. Verwenden Sie außerdem kleine Bürsten, um Zugang zu Ritzen und Ecken zu erhalten.
• Lassen Sie den 3D-Druck trocknen.

Sie müssen nicht viel verwenden, da ein wenig Härter den Druck überziehen und verstärken kann. Das Auftragen einer Epoxidbeschichtung auf den 3D-Druck macht ihn stärker und verleiht ihm eine klare und glänzende Oberfläche.

Weitere Überlegungen, um 3D-gedruckte Teile stark zu machen

Das Optimieren der 3D-Druckereinstellungen ist nicht die einzige Möglichkeit, einen 3D-Druck stark zu machen. Abgesehen von der Epoxidbeschichtung, die eine Nachbearbeitungsmethode ist, gibt es andere Methoden, die Sie verwenden können. Unten sind zwei wichtige Methoden, die in letzter Zeit beliebt sind.

Tempern von 3D-Drucken

Tempern ist ein Verfahren, bei dem 3D-Drucke zur Verstärkung einer Temperaturerhöhung ausgesetzt werden. Dem Test zufolge soll das Glühen nach Gebrauch eine Festigkeitssteigerung von etwa 40 % bewirken. Es ist kompatibel mit Materialien wie PLA, ABS, PETG und ASA.

Das Tempern ist wichtig, um 3D-Drucke zu verstärken, da die Struktur von Kunststoff ihn fehleranfällig macht. Kunststoffe haben vor dem 3D-Druck eine amorphe/unorganisierte Mikrostruktur. Wenn Sie die 3D-Drucke jedoch erhitzen, reorganisiert sich die amorphe Struktur in eine kristalline Form, was solche 3D-Drucke störanfällig macht.

Tempern ist hier unerlässlich, da es die kristallinen Strukturen von 3D-Drucken von großen zu kleinen Kristallen verändert. Sie können das Kunststoffpolymer oder das fertige 3D-gedruckte Produkt glühen. Um das Kunststoffpolymer oder die 3D-gedruckten Teile zu glühen, erhitzen Sie es auf eine Temperatur über seinem Glasübergangspunkt und unter seinem Schmelzpunkt.

Galvanik von Kunststoff-3D-Drucken

Galvanisieren ist eine beliebte Methode, da es praktisch und erschwinglich ist. Dabei wird der 3D-Druck in einen Elektrolyten und ein Plattierungsmetall gelegt (beliebte Industriemetalle sind Zink, Chrom und Nickel. Wenn ein elektrischer Strom durch den Elektrolyten geleitet wird, bildet das Metallion eine Beschichtung um den 3D-Druck. Dies führt zur Bildung von haltbaren und langlebigen 3D-Drucken.

Obwohl es für den Zweck geeignet ist, besteht sein Nachteil darin, dass viele Schichten erforderlich wären, um bessere 3D-Teile mit hoher Festigkeit herzustellen.

Schlussfolgerung

Ein starker 3D-Druck ist einer, der bei Gebrauch nicht zusammenbricht, was das Wissen, wie man starke 3D-Drucke herstellt, erfordert. Sehr wichtig. Es gibt drei Möglichkeiten, 3D-Drucke zu verstärken. Einer ist während des Prozesses selbst (durch Anpassen der Einstellungen des 3D-Druckers), die Verwendung der richtigen Materialien und Nachbehandlungen. Mit einer der Methoden haben Sie die Möglichkeit, starke 3D-Drucke zu erstellen oder mit dem Prototyping-Service zu sprechen oder mit ihm zu kommunizieren, wie 3D-gedruckte Teile verstärkt werden können.

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Der 3D-Druck ist eine beliebte Methode, die aufgrund ihrer Qualität, Effizienz und Effektivität sowie ihrer Fähigkeit zur Herstellung komplexer Teile verwendet wird. Die Verbesserung der Festigkeit eines 3D-Drucks erfordert jedoch fortgeschrittenes Wissen über die Funktionsweise eines 3D-Druckers, das richtige Material und Nachbearbeitungstechniken.

Wenn Sie einen 3D-Druck mit den richtigen Attributen in Form von Festigkeit, Haltbarkeit, Ästhetik und Qualität wünschen, ist die Partnerschaft mit RapidDirect, einem der besten Rapid-Prototyping-Dienste in China, eine gute Wahl. Wir bieten kundenspezifische 3D-Druckdienste an, und Sie können sofort ein Angebot für kundenspezifisch bearbeitete Teile und vollständige dimensionale Berichte und Inspektionsberichte erhalten. Wenden Sie sich bei Fragen rund um den 3D-Druck noch heute an uns.

Häufig gestellte Fragen

Wie verstärken Sie PLA-3D-Drucke?

PLA ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien im 3D-Druck. Es hat eine enorme Zugfestigkeit, wodurch es für die Herstellung von Strukturteilen geeignet ist. Obwohl stark, können Sie PLA-3D-Drucke auch mit den oben hervorgehobenen Methoden verstärken. Übliche Methoden zur Verstärkung der 3D-Drucke umfassen das Auftragen von Epoxidharz, Glühen oder Galvanisieren.

Was ist das stärkste 3D-druckbare Material?

Unter allen druckbaren Materialien, die im 3D-Druck verwendet werden, ist Polycarbonat das stärkste. Aufgrund seiner Stärke (Zugfestigkeit von 9800 psi) und Hitzebeständigkeit wurde es als der wahre König des Desktop-Drucks bezeichnet. Die Hitzebeständigkeit erfordert eine außerordentlich hohe Temperatur (das Bett sollte etwa 145 ⁰ betragen während die Förderhöhe bei etwa 290 ⁰ liegen sollte . Sie müssen das Material auch einschließen, da es sich in einer offenen Umgebung verzieht. Polycarbonat eignet sich zur Herstellung hochfester Funktionsbauteile.

Wie mache ich Drucke stärker?

Es gibt viele Möglichkeiten, wie Sie Drucke stärker machen können. Sie können die Einstellungen Ihres 3D-Druckers optimieren, Sie können die Materialien zu stärkeren Materialien ändern und Sie können Nachbearbeitungsmethoden wie Beschichten mit Epoxidmaterialien, Glühen und Galvanisieren verwenden.