Kuinka vähennät 3D -tulostusmateriaalia?
3D-tulostimen kalliin filamentin syömisen seuraaminen voi tuntua rahan tuhlaamiselta jokaisen kerroksen kanssa. Tämä artikkeli keskittyy materiaalin käytön optimointiin 3D-tulostuksen työnkulun kolmen kriittisen osa-alueen kautta: suunnittelumuutokset, viipalointiasetusten säädöt ja älykkäät tulostuskäytännöt. Nämä kolme osa-aluetta edustavat koko prosessia konseptista valmiiseen tulosteeseen, antaen sinulle täyden hallinnan materiaalin kulutuksesta.
Vaihe 1: Suunnittele osia 3D-tulostusmateriaalin vähentämiseksi
Suunnittelu on 3D-tulostuksen työnkulun ensimmäinen ja vaikuttavin vaihe. Tässä tehdyt muutokset tuottavat tyypillisesti suurimmat materiaalisäästöt ja minimoivat toiminnallisuuden heikkenemisen.
Onttoja kiinteärakenteisia malleja
Useimmat 3D-mallit ovat oletusarvoisesti täysin kiinteitä, mutta harvoin niiden tarvitsee olla. Luo sisäisiä onteloita säilyttäen samalla riittävä seinämän paksuus materiaalitarpeen vähentämiseksi merkittävästi. Käytä CAD-ohjelmiston "Kuori"-toimintoa tai erillisiä työkaluja, kuten Meshmixeriä.
Keskeiset näkökohdat: määritä seinämän vähimmäispaksuus materiaalin, koon ja rasitusvaatimusten perusteella; sisällytä poistumisreiät hartsinpoistoa (SLA/DLP) tai ilmanpoistoa varten ja tuen poisto (FDM).
Virtaviivaista ei-kriittisiä alueita
Poista materiaali valikoivasti ei-kantavista osista:
- Lisää leikkauksia tai kanavia matalan rasituksen alueille
- Käytä ristikkorakenteita kiinteän täyttömateriaalin sijaan merkittävän materiaalin vähentämiseksi
- Hyödynnä topologian optimointia (saatavilla edistyneissä CAD-ohjelmistoissa) analysoidaksesi ja poistaaksesi materiaalia alueilta, jotka eivät vaikuta rakenteelliseen eheyteen
Minimoi tukitarpeet
Tukirakenteet tuottavat materiaalihävikkiä ja vaikeuttavat jälkikäsittelyä. Suunnittele niitä vähentämään:
- Terävien ulkonemien muuntaminen viisteiksi tai pyöristyksiksi, jotka tulostuvat ilman tukea
- Noudattaen 45 asteen sääntöä FDM tulostimet (alle 45° pystysuoraan nähden ulottuvat osat tulostuvat usein ilman tukea)
- Monimutkaisten mallien jakaminen osiin optimaalisen suunnan saavuttamiseksi ja kokoaminen tulostuksen jälkeen
Lisäsuunnittelun optimoinnit
Kyseenalaista jokaisen ominaisuuden tarpeellisuus ja paksuus. Poista puhtaasti koristeelliset elementit, jotka kuluttavat materiaalia lisäämättä toiminnallisuutta. Pienennä osia hieman mahdollisuuksien mukaan tai yhdistä useita pieniä kohteita yhdeksi tulostustyöksi jakaaksesi liimarakenteita (liirejä/helmoja).
Vaihe 2: Optimoi viipalointiasetukset 3D-tulostusmateriaalin käytön vähentämiseksi
Liukusäätimen asetukset tarjoavat seuraavan tason materiaalin vähentämiseen suunnittelun optimoinnin jälkeen. Nämä asetukset vaikuttavat suuresti materiaalin käyttöön ja määrittävät tarkalleen, miten tulostin luo jokaisen kerroksen.
Mukauta täyttöparametreja
Tulosteesi sisäinen rakenne löytyy täytemateriaalista, jolla on suuri materiaalinsäästökyky. Kosmeettisiin tai vähän jännitystä vaativiin kappaleisiin tiheys kannattaa pienentää arvoon 5-20%; varata suurempia prosenttiosuuksia (50%) ensisijaisesti lujuuskriittisiin käyttötarkoituksiin. Valitse tehokkaita malleja, kuten "Cubic Subdivision" tai "Lightning", jotka pitävät useimmat sisäosat harvana ja keskittävät materiaalin tarvittaviin pintakerroksen tukirakenteisiin.
Tarkenna seinä- ja pinta-asetuksia
Tulosteesi ulkokuoren muodostavat seinät – kehät. Leikkaa ne mahdollisimman pieneksi rakenteellisen vakauden takaamiseksi; usein kaksi seinää riittää kolmen tai useamman sijaan. Käytä vastaavasti juuri sen verran, että täyttö ei "täytteenä" toimi, ja varmista, että pohjalujuus on riittävä ylä- ja alakerroksen paksuuden optimoimiseksi. Jokainen vähennetty kerros vähentää suoraan materiaalin käyttöä.
Optimoi tukirakenteet
Kun suunnittelussa ei voida estää tukien käyttöä, minimoi niiden materiaalijalanjälki käyttämällä puu- tai orgaanisia tukia perinteisten ruudukkokuvioiden sijaan.Kun sisäisiä tukia ei tarvita, vähennä tukitiheyttä pienimmälle tehokkaalle tasolle ja käytä "Koskettaa rakennuslevyä" -vaihtoehtoa. Käytä tukielementtejä ei-kriittisillä alueilla, joilla pinnanlaatu voi heikentyä, ja pienennä hieman ulkonemakulmakriteerejä, jotta tukien määrä on yleisesti ottaen pienempi.
Valitse minimaaliset tartunta-apuaineet
Valitse kevyin liimaustekniikka, joka takaa tulosteen vakauden ilman tarpeetonta materiaalin käyttöä. Suuttimen pohjaamiseen tarkoitetut reunat, jotka eivät kosketa mallia, kuluttavat vähemmän materiaalia. Säästä materiaali-intensiiviset nauhat vain vaikeille geometrioille tai ongelmallisille materiaaleille; käytä lieriä kapeille pohjille tai vääntyminen taipumuksia. Aseta leveys/paksuus toiminnalliseen minimiinsä, kun tarvitaan enemmän tarttuvuutta.
Vaihe 3: Ota käyttöön älykkäät tulostuskäytännöt 3D-tulostusmateriaalin vähentämiseksi
Suunnittelun ja viipalointiasetusten lisäksi materiaalinkulutukseen vaikuttavat paljon yleiset painomenetelmät. Nämä tekniikat maksimoivat koko painoprosessin ja auttavat säästämään jätettä.
Strateginen rotaatio tuen vähentämiseksi
Mallisi suunta tulostusalustalla vaikuttaa merkittävästi tukimateriaalien tarpeeseen. Voit tarkastella useita suuntauksia viipalointityökalusi esikatselutoiminnolla ennen tulostusta. Kokeile useita kiertoja löytääksesi kulmat, jotka minimoivat tuet ja ylitykset. Usein yksinkertainen 45 asteen käännös voi poistaa suuria tukijärjestelmiä, mikä säästää jälkikäsittelyaikaa ja materiaalia.
Vahvemmat materiaalit ohuempiin malleihin
Jos käytät vahvemmat 3D-tulostusfilamentit (pitää PETG, ABS-jarrut, tai ASA tavallisen PLA:n sijaan), saatat pystyä suunnittelemaan osia, joissa on ohuemmat seinät tai vähemmän täytettä säilyttäen samalla vastaavan lujuuden kuin jämäkämmässä PLA:ssa parts.This edellyttää eri materiaalien ominaisuuksien ymmärtämistä ja tämän tiedon sisällyttämistä suunnittelupäätöksiin.
Pienempi tiheys materiaalit painon säästämiseksi
Tiheämmät materiaalit tarkoittavat suurempaa massaa samassa tilavuudessa. Harvemman filamentin valitseminen (olettaen, että se täyttää lujuusvaatimuksesi) auttaa vähentämään useiden osien valmistuksessa käytettävän muovin kokonaispainoa, mikä saattaa säästää kustannuksia suurissa tuotantoerissä.
Normaali E-askeleen kalibrointi
Kalibroi ekstruuderin vaiheet usein varmistaaksesi, että tulostimesi käyttää juuri vaadittua filamenttimäärää. Tämä estää ylipursotuksen – materiaalin tuhlaamisen liian suuren muovimäärän vuoksi – sekä alipursotuksen, joka johtaa heikkoihin osiin ja vikoihin. Jokaiseen tulosteeseen voivat vaikuttaa erot, jotka perus 100 mm:n pursotustesti löytää ja korjaa.
Suuttimen säännöllinen huolto
3D-tulostimen suuttimen säännöllinen puhdistaminen ja kuluneen suuttimen vaihtaminen voi auttaa estämään osittaisia tukoksia ja epätasaista pursotusta, jotka aiheuttavat virhetulosteita. Hyvin huollettu suutin takaa jatkuvan materiaalin virtauksen, mikä vähentää tulostusvirheiden ja kokonaisten materiaalierien hukkaan heittämisen mahdollisuutta.
Filamentin asianmukainen säilytys
Säilytä filamenttia ilmatiiviissä astioissa, joissa on kuivausainetta, jotta kosteuden imeytyminen ei vaaranna tulostuslaatua. Tulostuksen aikana märkä filamentti tuottaa höyryä, joka aiheuttaa poksahtelua, epätasaista puristusta ja heikkoa kerrosten tarttumista – mikä usein johtaa epäonnistuneisiin tulosteisiin ja materiaalin hukkaan heittämiseen.
Tulosta enemmän vähemmällä materiaalilla!
Vähentäminen 3D-tulostusmateriaali Kulutus vaatii koordinoitua lähestymistapaa suunnittelussa, viipaloinnissa ja painotekniikoissa. Vähentääksesi filamenttien käyttöä laadusta tinkimättä, ontoita mallisi, vähennä tukia, maksimoi täyttöasetukset ja pidä laitteesi hyvässä kunnossa. Nämä menetelmät tuottavat hyödyllisiä tulosteita ja säästävät rahaa sekä vähentävät ympäristövaikutuksia. Materiaalitehokkuudesta tulee toinen luonto, kun yhdistelet tekniikoita kaikilta työnkulun tasoilta, mikä muuttaa tapaasi käsitellä jokaista työtä.
