Kā samazināt 3D drukas materiālu?

Vērot, kā 3D printeris patērē dārgu kvēldiegu, var šķist kā iztērēt naudu ar katru slāni. Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta materiālu izmantošanas optimizēšanai, izmantojot trīs svarīgus 3D drukāšanas darbplūsmas aspektus: dizaina modifikācijas, griezēja iestatījumu pielāgošanu un viedās drukāšanas prakses. Šīs trīs jomas aptver visu procesu no koncepcijas līdz gatavai izdrukai, sniedzot jums pilnīgu kontroli pār materiālu patēriņu.

1. posms: detaļu projektēšana, lai samazinātu 3D drukas materiāla daudzumu

Dizains ir pirmais un ietekmīgākais posms 3D drukāšanas darbplūsmā. Šeit veiktās izmaiņas parasti nodrošina vislielākos materiālu ietaupījumus ar minimālu funkcionalitātes samazinājumu.

Dobi cietie modeļi

Lielākā daļa 3D modeļu pēc noklusējuma ir pilnīgi cieti, bet reti kad tādi ir nepieciešami. Izveidojiet iekšējās dobumus, saglabājot pietiekamu sienas biezumu, lai ievērojami samazinātu materiālu vajadzības. Izmantojiet CAD programmatūras funkciju "Apvalks" vai īpašus rīkus, piemēram, Meshmixer.

Galvenie apsvērumi: noteikt minimālo lietderīgo sienas biezumu, pamatojoties uz materiālu, izmēru un sprieguma prasībām; iekļaut izplūdes atveres sveķu drenāžai (SLA/DLP) vai gaisa ventilācijai un atbalsta noņemšana (FDM).

Optimizēt nekritiskās zonas

Selektīvi noņemiet materiālu no nenesošajām sekcijām:

• Pievienojiet izgriezumus vai kanālus zonās ar zemu slodzi
• Ieviesiet režģveida struktūras cietā pildījuma vietā, lai ievērojami samazinātu materiālu patēriņu
• Izmantojiet topoloģijas optimizāciju (pieejama uzlabotā CAD programmatūrā), lai analizētu un noņemtu materiālu no zonām, kas neveicina konstrukcijas integritāti

Samaziniet atbalsta prasības

Atbalsta konstrukcijas rada materiālu zudumus un sarežģī pēcapstrādi. Projektējiet tā, lai tos samazinātu, veicot šādas darbības:

• Asu pārkaru pārveidošana par noapaļojumiem vai filejām, kas drukā bez atbalsta
• Ievērojot 45 grādu likumu FDM printeri (pārkares, kas mazākas par 45° no vertikāles, bieži vien drukā bez atbalsta)
• Sarežģītu modeļu sadalīšana sekcijās optimālai orientācijai un pēc tam salikšana pēc drukāšanas

Papildu dizaina optimizācijas

Apšaubiet katra elementa nepieciešamību un biezumu. Izslēdziet tikai dekoratīvus elementus, kas patērē materiālu, nepievienojot tam funkciju. Ja iespējams, nedaudz samaziniet detaļu mērogu vai apvienojiet vairākus mazus elementus vienā drukas darbā, lai koplietotu līmējošās struktūras (malas/svārkus).

2. posms: optimizējiet griezēja iestatījumus, lai samazinātu 3D drukas materiāla patēriņu

Slīdņa iestatījumi nodrošina nākamo līmeni materiāla samazināšanai pēc dizaina optimizācijas. Šie iestatījumi lielā mērā ietekmē materiāla izmantošanu un precīzi nosaka, kā printeris izveido katru slāni.

Pielāgot aizpildījuma parametrus

Jūsu apdrukas iekšējo struktūru veido pildījums, kam piemīt lieliskas materiāla taupīšanas spējas. Kosmētiskiem vai zema sprieguma elementiem samaziniet blīvumu līdz 5–20 %; lielāku procentuālo daļu (50 %) rezervējiet galvenokārt izturībai kritiskiem lietojumiem. Izvēlieties efektīvus dizainus, piemēram, "Kubiskais sadalījums" vai "Zibens", kas saglabā lielāko daļu iekšējo sekciju retas un koncentrē materiālu tur, kur nepieciešams augšējā slāņa atbalstam.

Precizēt sienu un virsmu iestatījumus

Jūsu izdrukas ārējo apvalku veido sienas — perimetri. Nogrieziet tās līdz minimumam, kas nepieciešams konstrukcijas stabilitātei; bieži vien pietiks ar divām sienām trīs vai vairāk vietā. Tāpat izmantojiet tikai tik daudz, lai novērstu "pilnveida veidošanos" jeb redzamu aizpildījumu, un nodrošiniet pietiekamu pamatnes izturību, lai optimizētu augšējā/apakšējā slāņa biezumu. Katrs samazinātais slānis tieši samazina materiāla patēriņu.

Optimizēt atbalsta struktūras

Ja konstrukcijas dēļ nav iespējams novērst balstu izmantošanu, samaziniet to materiāla ietekmi, izmantojot koku vai organiskus balstus tradicionālo režģa rakstu vietā.Ja iekšējie balsti nav nepieciešami, samaziniet balstu blīvumu līdz minimālajam efektīvajam līmenim un izmantojiet opciju "Pieskaršanās pamatplatei". Izmantojiet balstu bloķētājus nekritiskās vietās, kur var tikt bojāta virsmas apdare, un nedaudz samaziniet pārkares leņķa kritērijus, lai kopumā nodrošinātu mazāk balstu.

Izvēlieties minimālos saķeres līdzekļus

Izvēlieties vieglāko līmēšanas tehniku, kas garantē drukas stabilitāti bez liekas materiāla izmantošanas. Malas, kas nepieskaras modelim, uzsūcot sprauslu, patērē mazāk materiāla. Materiālietilpīgas lentes saglabājiet tikai sarežģītām ģeometriskām formām vai problemātiskiem materiāliem; izmantojiet malas detaļām ar šauru pamatni vai deformācija tendences. Ja nepieciešama lielāka saķere, iestatiet platumu/biezumu uz funkcionālo minimumu.

3. posms: viedas drukāšanas prakses ieviešana, lai samazinātu 3D drukas materiālu daudzumu

Papildus dizainam un griešanas iestatījumiem materiāla patēriņu lielā mērā ietekmē vispārējās drukas metodes. Šīs metodes maksimāli palielina visu drukas procesu un palīdz ietaupīt atkritumus.

Stratēģiskā rotācija atbalsta samazināšanai

Jūsu modeļa orientācija uz drukas virsmas būtiski ietekmē atbalsta materiālu nepieciešamību. Pirms drukāšanas apskatiet vairākas orientācijas, izmantojot griezēja priekšskatījuma funkciju. Izmēģiniet vairākas rotācijas, lai atrastu leņķus, kas samazina atbalstus un pārkares. Bieži vien vienkāršs 45 grādu pagrieziens var noņemt lielas atbalsta sistēmas, ietaupot pēcapstrādes laiku un materiālu.

Izturīgāki materiāli plānākiem dizainiem

Ja jūs izmantojat izturīgāki 3D printera pavedieni (līdzīgi kā PETG, ABSvai ASA standarta PLA vietā), jūs varētu spēt izstrādāt detaļas ar plānākām sienām vai mazāku pildījumu, vienlaikus saglabājot līdzvērtīgu izturību kā apjomīgākam PLA. parts.This prasa izprast dažādu materiālu īpašības un iekļaut šīs zināšanas dizaina lēmumos.

Zemāka blīvuma materiāli svara samazināšanai

Blīvāki materiāli nozīmē lielāku masu pie tāda paša tilpuma. Izvēloties mazāk blīvu pavedienu (pieņemot, ka tas atbilst jūsu izturības vajadzībām), jūs varēsiet samazināt kopējo plastmasas svaru, kas tiek izmantots vairāku detaļu ražošanā, tādējādi, iespējams, ietaupot izdevumus lieliem ražošanas apjomiem.

Regulāra E-soļa kalibrēšana

Regulāri kalibrējiet ekstrūdera darbības, lai garantētu, ka printeris izmanto tieši nepieciešamo kvēldiegu skaitu. Tas novērš pārmērīgu ekstrūziju — materiāla izšķērdēšanu ar pārāk daudz plastmasas, kā arī nepietiekamu ekstrūziju, kas izraisa vājas detaļas un bojājumus. Katru izdruku var ietekmēt atšķirības, kuras atrod un novērš pamata 100 mm ekstrūzijas tests.

Regulāra sprauslu apkope

Regulāra 3D printera sprauslas tīrīšana un nomaiņa, kad tā ir nolietojusies, var palīdzēt novērst daļējus aizsprostojumus un nevienmērīgu ekstrūziju, kas izraisa drukas kļūmes. Labi uzturēta sprausla garantē pastāvīgu materiāla plūsmu, tādējādi samazinot drukas kļūmju iespējamību, kas izraisa veselu materiāla partiju zudumu.

Pareiza kvēldiega uzglabāšana

Uzglabājiet kvēldiegu hermētiski noslēgtos traukos, ieskaitot desikantu, lai novērstu mitruma uzsūkšanos, kas pasliktina drukas kvalitāti. Drukāšanas laikā slapjš kvēldiegs rada tvaiku, kas izraisa sprakšķēšanu, nevienmērīgu ekstrūziju un vāju slāņu saķeri, kas bieži noved pie neveiksmīgām izdrukām un materiāla izšķērdēšanas.

Drukājiet vairāk, izmantojot mazāk materiāla!

Samazināšana 3D drukas materiāls Patēriņš prasa koordinētu reakciju dizaina, griešanas un drukāšanas tehnikās. Lai samazinātu kvēldiega izmantošanu, nezaudējot kvalitāti, izveidojiet modeļu dobumus, samaziniet balstus, palieliniet aizpildījuma iestatījumus un uzturiet aprīkojumu labā stāvoklī. Šīs metodes nodrošina noderīgas izdrukas un ietaupa naudu, kā arī samazina ietekmi uz vidi. Materiālu efektivitāte kļūst par otro dabu, apvienojot metodes no visiem darbplūsmas līmeņiem, tādējādi mainot veidu, kā jūs veicat katru darbu.