Parte um de uma análise aprofundada de como usar o materials de suporte. Primeiro: Extrusão única. Aprenda considerações bem -sucedidas de design e como usar o materials de suporte para criar impressões complexas.
Postado em 21 de dezembro de 2016
por
Scott Cahoon
Ao projetar modelos para impressão 3D, o designer prudente garantirá que o espaço negativo seja minimizado e que o posicionamento do modelo na impressora auxilie na navegação ou mitigação desse espaço. No entanto, qualquer designer que já esteve no quarteirão uma ou duas vezes saiba que chegará um momento em que o uso de suportes não pode ser evitado. Com isso em mente, este artigo explorará algumas considerações durante o design para mitigar a impressão sobre o espaço negativo e se aventurar mais profundamente no uso de suportes durante a impressão.
Começando
Um designer experiente sabe que apenas porque uma ideia ou produto pode ser projetado não significa necessariamente que ele pode ser feito. Existem limites nos processos de fabricação que ditarão que tipo de designs são possíveis. Por exemplo, a usinagem funciona bem para peças com superfícies externas, mas as superfícies no inside podem representar um problema, pois a ferramenta necessária para fazer a superfície pode não ser capaz de acessar essa geometria específica. O mesmo acontece durante o processo de moldagem por injeção. Ângulos nítidos e superfícies “ocultas” são difíceis de criar.
Essas questões são a razão pela qual a impressão 3D é uma ferramenta tão poderosa. Como a peça é construída usando um processo aditivo, muitas geometrias anteriormente difíceis de alcançar podem ser acessadas com pouco esforço. No entanto, existem limitações para a impressão 3D que o designer precisa ter em mente. Essas limitações geralmente são específicas da impressora; portanto, o conhecimento das capacidades da sua impressora são de suma importância.
Limitações da impressora
A primeira consideração é o quão bem sua impressora lida com saliências. A regra é evitar projetar saliências onde o ângulo da superfície vertical entre a borda vertical das camadas inferiores e a borda da saliência é inferior a forty five graus. Muitas impressoras podem navegar por ângulos superiores a forty five graus, mas nem todas as impressoras terão sucesso. Para entender as capacidades de saliência da sua impressora, consulte a seção de saliências de Um guia para entender as tolerâncias da sua impressora 3D.
Outra consideração é o quão bem sua impressora é capaz de preencher. A ponte é definida como a capacidade da impressora de imprimir uma camada sólida entre lacunas ou espaço negativo em camadas inferiores sem o uso de suportes. Novamente, a ponte depende da impressora, mas uma boa regra é manter a distância de ponte inferior a 50 mm. Além disso, para que uma ponte seja impressa com sucesso, é preciso haver uma parede contígua ou borda da coluna mais baixa (veja a Figura 2) entre as duas extremidades da base da ponte. Por favor, consulte o Ponte seção de Um guia para entender as tolerâncias da sua impressora 3D Para obter informações adicionais e para determinar as limitações da sua impressora.
Considerações de design
Agora vamos olhar para o design do modelo. Ao lidar com saliências, pode ser possível alcançar a forma e a funcionalidade desejadas, projetando a peça para que a saliência seja menor que um ângulo de 45 graus da vertical. Se a parte projetada exigir um ângulo de saliência superior a forty five graus, um arco ou chanfro (veja a Figura 1) poderá ser utilizado na superfície ao lado do espaço negativo para ajudar na impressão da parte.
Figura 1: 70 graus (vertical) ângulo com raio e chanfro
Ao fazer a ponte, verifique se o modelo possui uma boa parede ou coluna de base em cada extremidade da ponte. Além disso, as pontes são fotos diretas e retas. Ao navegar no espaço negativo, não projete recursos ou pontes com curvas ou ângulos, a menos que você use suporte. Uma impressora não se sai bem ao fazer a transição de linhas retas e deixará o resíduo do filamento ao longo do caminho de impressão do recurso (veja a Figura 2).
Figura 2: Bridge sem coluna remaining
Finalmente, um designer pode querer dividir ou segmentar o modelo em peças impressas individuais a serem montadas após a conclusão. Isso pode ser mais desejável do que usar suportes, especialmente se o modelo for multifacetado com muitos ângulos de superfície. Uma boa visão geral dos desenhos segmentados e conjuntos impressos pode ser encontrada em Impressão para fora da caixa: excedendo o quantity de construção da sua impressora e MatterHackers Lab: Design 3D Impresso Assemblies.
Suportes
Nos tempos pré -históricos da impressão 3D da área de trabalho (cerca de quatro anos atrás), os suportes eram uma característica negligenciada e esquecida dos profissionais de impressão 3D. Os suportes costumavam ser difíceis de gerar e ainda mais difíceis de remover. Agora, é muito mais fácil imprimir com suportes e remoção não é mais complicado do que qualquer outro processo de acabamento padrão. A chave é saber quando usá -los e como configurá -los para impressão.
Os suportes são usados quando todos os outros métodos de mitigação de espaço negativo foram esgotados. Criar suporte é bastante direto ao usar Mattercontrol. Ao ajustar as configurações no MatterControl, a seção “Materials de suporte” pode estar localizada na guia “Geral” em “Configurações” (veja a Figura 3). A seção “Materials de suporte” revela uma lista de opções que podem ser definidas, dependendo do tipo de espaço negativo a ser atenuado.
Figura 3: Criando suportes no Mattercontrol
Por exemplo, se o modelo contiver muitas superfícies que flutuam a uma curta distância, diminuir o “espaçamento de padrões” garantirá que todas as superfícies próximas ao espaço negativo sejam suportadas. Outro exemplo seria o ajuste da “porcentagem de suporte”, dependendo do tipo de recurso a ser suportado. Se a área da superfície do modelo ao lado do espaço negativo for grande, pode ser necessária uma “porcentagem de suporte” mais alta para fornecer uma base de suporte mais sólida.
Antes de se aprofundar em detalhes, vejamos a anatomia básica de uma configuração de suporte. A anatomia básica inclui o tipo de suporte (“tipo de suporte”), a camada de interface (“camadas de interface”), o perímetro (“Criar perímetro”) e uma jangada opcional (“saia e jangada”) (veja a Figura 4). Uma balsa pode ajudar na adesão da cama para a primeira camada de suporte, mas não é essencial.
Figura 4: Camada de interface, suporta perímetro e jangada
O tipo de suporte nada mais é do que o padrão geométrico do suporte base, por exemplo, linhas, grade and so on. A camada de interface é a camada sólida entre a parte superior dos suportes e a parte inferior da peça. Essa camada é extremamente útil ao remover suportes da superfície do modelo, pois toda a estrutura de suporte está conectada à camada de interface e geralmente se separa do modelo em uma tração (veja a Figura 5). O perímetro abrange o exterior da pegada de suporte e fornece maior estabilidade para a estrutura de suporte. Finalmente, uma jangada pode ser incluída para a adesão do leito de suporte.
Figura 5: Observe a superfície lisa das camadas de interface após a remoção
Suportar detalhes
A Tabela 1 lista todas as configurações que o designer e o praticante de impressão 3D podem ajustar para construir os suportes desejados. Para este artigo, sete pontes foram impressas para destacar as diferentes configurações. Use esses modelos como um guia e sinta -se à vontade para experimentar diferentes configurações para obter os melhores resultados.
Figura 6: Ponte 1 Vista frontal com suportes de linha de espaçamento de padrões de 2,5 mm
Figura 7: Bridge 1 Vista Angular
Figura 8: Bridge 2 Vista angular com suportes de linha de espaçamento de padrões de 5 mm
Figura 9: Bridge 2 Vista inferior sem jangada
Figura 10: Bridge 3 Vista angular com suportes de linha de espaçamento de padrões de 10 mm
Figura 11: Bridge 3 Vista inferior
Figura 12: Vista inferior da ponte 4 com porcentagem de suporte de 10% e espaçamento de padrões de 10 mm
Figura 13: Vista inferior da ponte com 50% de suporte de suporte e espaçamento de 2,5 mm de padrões
Figura 14: Ponte 5 sem camadas de interface
Figura 15: Bridge 6 com suportes em todos os lugares
Figura 16: Bridge 7 com suportes em todos os lugares e suporte perímetro
Figura 17: Vista inferior do espaçamento de padrões de 2,5 mm dos suportes de linha com o perímetro de suporte
Pela experiência, as configurações que são frequentemente ajustadas ao configurar suportes são “espaçamento de padrões”, porcentagem de suporte “,” distância x e y “,” hiato de ar “e” suporte em todos os lugares “.
Alterações no espaçamento de padrões determinam a quantidade de suportes usados. Geralmente, o espaçamento é menor se houver inúmeras superfícies que abrangem uma pequena distância nas direções x e y. Para as superfícies do modelo mais plano sobre o espaço negativo, o praticante pode usar maiores distâncias de espaçamento de padrões e alcançar o mesmo suporte desejado. Esteja ciente de que o espaçamento menor que 10 mm permite uma camada decente a boa interface com um bom acabamento de superfície de boa parte correspondente, enquanto o espaçamento maior que 10 mm é frequentemente problemático.
O ajuste da porcentagem de suporte determina a densidade do suporte. Para grandes saliências ou superfícies em grandes espaços negativos, uma porcentagem de suporte maior pode ser aconselhável. Para pequenas saliências ou recursos, uma porcentagem menor pode ser suficiente. As figuras 12 e 13 mostram a flexibilidade dos suportes em 10% e 50% de “porcentagem de suporte”, respectivamente.
Ajustar a “distância x e y” entra em jogo ao colocar suportes ao lado de partes de um modelo que é do espaço negativo nas direções x e y. A distância padrão é de 0,7 mm e pode ser aumentada se os recursos proeminentes próximos ao espaço negativo precisarem permitir mais espaço para remoção de suporte (consulte a Figura 18). Isso pode ser vantajoso quando houver várias alterações na superfície nas direções X e Y.
Figura 18: X e Y Distância de 0,7 mm
As lacunas de ar são a quantidade de distância entre a camada de interface e a parte inferior da superfície do modelo (veja a Figura 19). Quanto maior o espaço de ar, mais fácil é remover a estrutura de suporte. Esteja ciente de que lacunas de ar maiores podem causar cordas na parte inferior do modelo. A configuração padrão do espaço de ar é 0,3mm.
Figura 19: Localização do Air Hole
Finalmente, “Suporte em todos os lugares” significa que os suportes são gerados em todos os espaços negativos do modelo, independentemente da localização (veja a Figura 16). Como resultado, são gerados suportes entre a parte inferior do modelo e o leito de impressão, bem como em áreas no meio do modelo em que o espaço negativo existe.
Para resumir tudo
Um petisco remaining é reconhecer essa forma e função no que se refere ao design, geralmente determina se os suportes são necessários. Geralmente, se uma peça pretende fornecer uma determinada função, muitas vezes poderá ser projetado onde os suportes não são necessários. O designer pode adicionar chanfros, raios ou segmentar a peça enquanto atinge a funcionalidade desejada no produto remaining. No entanto, quando o formulário é a consideração mais importante, geralmente são necessários suporte para concluir uma impressão bem -sucedida. Sinta -se à vontade para experimentar enquanto você avança e apenas percebe que os apoios são uma ajuda aos seus esforços e não a um detrator. Acima de tudo, lembre -se de se divertir e aproveitar a jornada de impressão 3D.