Kuidas vähendada 3D -printimismaterjali?

3D-printeri kalli filamendi neelamise pealtvaatamine võib tunduda nagu raha iga kihiga veritsemine. See artikkel keskendub materjalikasutuse optimeerimisele 3D-printimise töövoo kolme kriitilise aspekti kaudu: disainimuudatused, viilutaja sätete kohandamine ja nutikad printimistavad. Need kolm valdkonda esindavad kogu protsessi kontseptsioonist kuni valmis printimiseni, andes teile täieliku kontrolli materjalitarbimise üle.

1. etapp: 3D-prindimaterjali vähendamiseks mõeldud osade kujundamine

Disain on 3D-printimise töövoo esimene ja kõige mõjukam etapp. Siin tehtud muudatused annavad tavaliselt suurima materjalisäästu, tehes funktsionaalsuses minimaalseid järeleandmisi.

Õõnsad tahked mudelid

Enamik 3D-mudeleid on vaikimisi täiesti tahked, kuid harva on vaja, et nad oleksid. Looge sisemised õõnsused, säilitades samal ajal piisava seina paksuse, et materjalivajadust märkimisväärselt vähendada. Kasutage CAD-tarkvaras funktsiooni „Shell” või spetsiaalseid tööriistu, näiteks Meshmixerit.

Peamised kaalutlused: määrake materjali, suuruse ja pingenõuete põhjal minimaalne sobiv seina paksus; lisage vaigu äravoolu (SLA/DLP) või õhutusavade jaoks väljalaskeavad ja toe eemaldamine (FDM).

Sujuvamaks muutke mittekriitilised alad

Eemaldage materjal valikuliselt mittekandvatest osadest:

• Lisage väljalõiked või kanalid madala pingega tsoonidesse
• Materjali märkimisväärseks vähendamiseks rakendage tahke täite asemel võrestruktuure
• Kasutage topoloogia optimeerimist (saadaval täiustatud CAD-tarkvaras), et analüüsida ja eemaldada materjali piirkondadest, mis ei aita kaasa konstruktsiooni terviklikkusele

Minimeerige tugivajadusi

Tugistruktuurid tekitavad materjali raiskamist ja raskendavad järeltöötlust. Projekteerige nii, et see väheneks järgmiselt:

• Teravate üleulatuvate servade teisendamine kaldservadeks või ümardusteks, mis prinditakse ilma toestamata
• 45-kraadise reegli järgimine FDM printerid (vertikaalsuunast alla 45° nurga all olevad üleulatuvad osad trükitakse sageli ilma toeta)
• Komplekssete mudelite jagamine osadeks optimaalse orientatsiooni saavutamiseks ja seejärel kokkupanek pärast printimist

Täiendavad disaini optimeerimised

Küsi iga detaili vajalikkust ja paksust. Eemalda puhtalt dekoratiivsed elemendid, mis tarbivad materjali ilma funktsiooni lisamata. Võimaluse korral vähenda osade suurust veidi või ühenda mitu väikest eset üheks trükitööks, et jagada liimstruktuure (ääriseid/ääriseid).

2. etapp: viilutaja sätete optimeerimine 3D-prindimaterjali väiksemaks kuluks

Liugurite sätted pakuvad materjali vähendamise järgmist taset pärast disaini optimeerimist. Need sätted mõjutavad oluliselt materjali kasutamist ja määravad täpselt, kuidas teie printer iga kihi loob.

Kohanda täiteparameetreid

Teie trükise sisemine struktuur on täitematerjal, millel on suurepärane materjalisäästlik võime. Kosmeetiliste või madala pingega esemete puhul vähendage tihedust 5–20%-ni; reserveerige suurem protsent (50%) peamiselt tugevuskriitilisteks kasutusaladeks. Valige efektiivsed kujundused, näiteks „Kuubiline alajaotus“ või „Välk“, mis hoiavad enamiku sisemisi sektsioone hõredalt ja koondavad materjali sinna, kuhu vaja, et pealmine kiht toetada.

Seina ja pinna sätete täpsustamine

Sinu trükise väliskest moodustuvad seintest ehk perimeetritest. Lõika need minimaalseks, mis on vajalik konstruktsiooni stabiilsuse tagamiseks; sageli piisab kahest seinast kolme või enama asemel. Samuti kasuta vaid nii palju, et vältida "padjakeste" teket ehk nähtavat täitematerjali, ning taga piisav alustugevus, et optimeerida ülemise/alumise kihi paksust. Iga vähendatud kiht vähendab otseselt materjalikasutust.

Optimeeri tugistruktuure

Kui konstruktsiooni abil ei ole võimalik tugede kasutamist vältida, tuleks nende materjali jalajälge minimeerida, kasutades tavapäraste ruudustikumustrite asemel puidust või orgaanilisi tugesid.Kui sisemised toed pole vajalikud, vähendage tugitihedust minimaalse efektiivse tasemeni ja kasutage valikut „Põrandaplaadi puudutamine“. Kasutage tugiblokeerijaid mittekriitilistes piirkondades, kus pinnaviimistlus võib halveneda, ja vähendage üleulatuva nurga kriteeriume veidi, et üldiselt oleks vähem tuge.

Valige minimaalse nakkuvusega abiained

Valige kõige kergem liimimistehnika, mis tagab prindi stabiilsuse ilma tarbetu materjalikuluta. Äärised, mis ei puutu mudeliga kokku ja düüsi ette valmistavad, kulutavad vähem materjali. Hoidke materjalimahukad parved alles keeruliste geomeetriate või problemaatiliste materjalide jaoks; kasutage äärikuid kitsa põhjaga esemete puhul või moonutamine kalduvused. Kui on vaja suuremat nakkuvust, seadke laius/paksus funktsionaalse miinimumini.

3. etapp: Rakenda nutikaid printimispraktikaid 3D-prindimaterjali vähendamiseks

Lisaks disainile ja viilutaja sätetele mõjutavad materjali tarbimist oluliselt ka üldised trükimeetodid. Need tehnikad maksimeerivad kogu trükiprotsessi ja aitavad jäätmeid vähendada.

Strateegiline rotatsioon toetuse vähendamiseks

Sinu mudeli orientatsioon trükipinnal mõjutab oluliselt tugimaterjalide vajadust. Enne printimist vaata viilutaja eelvaatefunktsiooni abil mitut orientatsiooni. Proovi mitut pööret, et leida nurgad, mis minimeerivad tuge ja üleulatuvaid osi. Sageli võib lihtne 45-kraadine pööre eemaldada suured tugisüsteemid, säästes järeltöötluse aega ja materjali.

Tugevamad materjalid õhemate disainide jaoks

Kui te kasutate tugevamad 3D-printeri filamendid (nagu PETG, ABSvõi ASA tavalise PLA asemel) võite olla võimeline kujundama detaile õhemate seinte või väiksema täitekogusega, säilitades samal ajal samaväärse tugevuse kui mahukam PLA. parts.This nõuab erinevate materjalide omaduste mõistmist ja nende teadmiste kaasamist disainiotsuste tegemisse.

Madalama tihedusega materjalid kaalu kokkuhoiuks

Tihedamad materjalid tähendavad sama mahu juures suuremat massi. Väiksema tihedusega filamendi valimine (eeldusel, et see vastab teie tugevusvajadustele) aitab vähendada mitme detaili tootmisel kasutatava plasti kogukaalu, mis võib säästa kulusid suurte tootmispartiide puhul.

Tavaline E-astme kalibreerimine

Kalibreerige oma ekstruuderi samme sageli, et tagada printeri täpne nõutav niitide arv. See hoiab ära üleekstrusiooni – materjali raiskamise liiga suure plastikuga – ja ka alaekstrusiooni, mille tulemuseks on nõrgad osad ja rikkeid. Iga printimist võivad mõjutada erinevused, mida lihtne 100 mm ekstrusioonitest leiab ja parandab.

Düüsi rutiinne hooldus

3D-printeri otsiku sagedane puhastamine ja kulunud otsiku vahetamine aitab vältida osalisi ummistusi ja ebaühtlast väljapressimist, mis põhjustavad prindivigu. Hästi hooldatud otsik tagab pideva materjalivoo, vähendades seeläbi prindivigade ja tervete materjalipartiide raiskamise võimalust.

Hõõgniidi nõuetekohane hoiustamine

Hoidke filamenti õhukindlates anumates koos kuivatusainega, et vältida niiskuse imendumist, mis kahjustaks prindikvaliteeti. Printimise ajal tekitab märg filament auru, mis põhjustab paukumist, ebaühtlast väljapressimist ja nõrka kihtide nakkumist – mis sageli viib ebaõnnestunud prindini ja materjali raiskamiseni.

Prindi rohkem vähema materjaliga!

Vähendamine 3D-prindimaterjal Tarbimine nõuab koordineeritud reageerimist disaini-, viilutamis- ja trükitehnikates. Hõõgniitide kasutamise vähendamiseks ilma kvaliteeti ohverdamata tehke oma mudelites õõnsaid detaile, vähendage tugesid, maksimeerige täiteseadeid ja hoidke oma seadmeid heas seisukorras. Need meetodid loovad kasulikke prinditöid, säästavad raha ja vähendavad keskkonnamõju. Materjalide efektiivsusest saab teine loomus, kui segate tehnikaid igalt töövoo tasemelt, muutes seeläbi iga töö käsitlemise viisi.