Ausrichtung von 3D-Druckteilen: Wie sie sich auf Festigkeit, Genauigkeit und Oberflächengüte auswirkt

Es mag einleuchtend erscheinen, sich für die Ausrichtung zu entscheiden, die die geringste z-Höhe und damit die kürzeste Bauzeit bietet. Aber eine Ausrichtung ausschließlich nach der z-Höhe ist nicht immer die sinnvollste Lösung für Ihre Teileanforderungen. Es gibt noch ein paar andere technische Faktoren, die bei der Ausrichtung von Teilen für den 3D-Druck eine Rolle spielen. Wenn Sie über die Ausrichtung von Teilen für den 3D-Druck - insbesondere für die Stereolithografie (SLA) - nachdenken, denken Sie an einen Bleistift. Was wäre nötig, um diesen Bleistift Schicht für Schicht entweder horizontal oder vertikal zu drucken? Der horizontale Druck würde weniger Zeit in Anspruch nehmen, da er flacher ist, wenn er auf der Seite liegt, während der vertikale Druck wesentlich länger dauern würde, da er aufrecht steht und mehr gezeichnete Schichten benötigt, die nacheinander übereinander gestapelt werden. Beim horizontalen Druck wären außerdem mehr Stützstrukturen erforderlich als beim vertikalen Druck des Bleistifts, und diese zu entfernen würde zusätzliche Zeit erfordern, um ein fertiges Teil zu erhalten. Die Wahl der Ausrichtung könnte also von den Festigkeitsanforderungen oder den Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit des Bleistifts abhängen, und vielleicht möchten Sie Ihr Teil sogar in einem Winkel ausrichten. Bei der Auswahl gibt es eine Handvoll Überlegungen Stereolithographie Orientierung aufbauen. Legen wir los!

3D-gedruckte Teileausrichtung für Festigkeit

Schauen wir uns zunächst eine kurze Illustration an, die die allgemeinen Auswirkungen des Schichtaufbaus beim 3D-Druck und der externen Kräfte auf die Teile erklärt. Wenn die Spannungskräfte normal oder senkrecht zu den Schichten verlaufen, neigen die Teile zu Schwäche. Wenn die Zugkräfte parallel oder in einer Linie mit den Schichten verlaufen, ist das Teil stärker. Stehen die Kräfte senkrecht zu den Lagen, kann das Teil im Allgemeinen mehr Druck aushalten, als wenn die Kräfte in einer Linie mit den Lagen liegen. Daraus ergeben sich zwei Schlussfolgerungen:

  1. Drucken Sie so, dass die Schichten mit der Achse ausgerichtet sind, in der die Zugkräfte am höchsten sind.
  2. Drucken Sie so, dass die Schichten die Achse schneiden, in der die Druckkräfte am größten sind.

Im theoretischen Fall des Bleistifts ist eine horizontale Bauausrichtung wahrscheinlich sinnvoll, um die Zug- und Biegekräfte zu berücksichtigen, denen der Bleistift beim Gebrauch ausgesetzt ist. Beachten Sie, dass diese Richtlinien immer für Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile gelten. SLA-Teile weisen eine viel geringere Anisotropie auf als FDM-Teile, da die Schichten chemisch verbunden werden und die Auflösung bei SLA viel höher ist als bei FDM. Bei duroplastischen Werkstoffen kann es jedoch erforderlich sein, sich über die Ausrichtung der Teile Gedanken zu machen, um die Festigkeit der kritischen Teilemerkmale zu maximieren.

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