Desain ketebalan dinding pencetakan 3D: seni menyeimbangkan kemampuan cetak dan kekuatan struktural

Pendahuluan: Pentingnya desain ketebalan dinding

Dalam desain pencetakan 3D, ketebalan dinding adalah parameter desain yang tampaknya sederhana namun memiliki jangkauan luas. Jika ketebalan dinding terlalu tipis akan menyebabkan kegagalan pencetakan atau struktur menjadi rapuh. Jika ketebalan dinding terlalu tebal akan membuang-buang bahan dan memperpanjang waktu pencetakan. Cara menemukan keseimbangan terbaik antara kemampuan mencetak dan kekuatan struktural adalah keterampilan inti yang harus dikuasai setiap desainer.

Cetak Biru 3D telah mengumpulkan banyak pengalaman desain ketebalan dinding dalam praktik servis jangka panjangnya. Artikel ini secara sistematis akan membagikan pengetahuan berharga ini.

Persyaratan ketebalan dinding untuk proses yang berbeda

Proses pencetakan 3D yang berbeda memiliki persyaratan ketebalan dinding yang berbeda:

Proses FDM: Disarankan agar ketebalan dinding minimum adalah 2 kali diameter nosel, biasanya tidak kurang dari 0,8 mm. Dalam desain sebenarnya, ketebalan dinding struktural disarankan berada di atas 1,2 mm untuk memastikan kekuatan mekanik yang memadai.

SLA light curing: Ketebalan dinding minimum bisa mencapai 0,4 mm, namun mengingat proses demoulding dan pasca-pemrosesan, disarankan untuk mendesain ketebalan dinding di atas 0,7 mm.

Sintering bubuk SLS: Karena tidak diperlukan penyangga, ketebalan dinding minimum dapat mencapai 0,7 mm, dan ketebalan dinding struktural disarankan di atas 1 mm.

Pencetakan logam SLM: Logam menghantarkan panas dengan cepat, dan ketebalan dinding tidak boleh terlalu banyak berubah. Direkomendasikan ketebalan dinding minimum adalah 0,5 mm, dan ketebalan dinding struktural lebih dari 1 mm.

Hubungan antara ketebalan dinding dan kekakuan struktur

Ketebalan dinding secara langsung mempengaruhi kekakuan lentur dan kekakuan torsi suatu bagian. Menurut prinsip mekanik, kekakuan sebanding dengan pangkat tiga tebal dinding, sehingga peningkatan ketebalan dinding merupakan cara yang efektif untuk meningkatkan kekakuan struktur.

Namun, ada juga masalah dengan peningkatan ketebalan dinding: pertama, tekanan termal selama proses pencetakan dapat menyebabkan deformasi; kedua, bagian dinding yang tebal menyimpan material dalam jumlah besar dan rentan melengkung; ketiga, ini secara signifikan meningkatkan konsumsi bahan dan waktu pencetakan.

Strategi desain yang masuk akal adalah dengan mengadopsi struktur berdinding tipis yang diperkuat dan menambahkan pengaku di lokasi-lokasi utama yang menahan tekanan untuk memastikan kekuatan dan mengendalikan berat.

Prinsip desain transisi ketebalan dinding

Perubahan ketebalan dinding secara tiba-tiba akan menyebabkan konsentrasi tegangan selama proses pencetakan, yang menyebabkan deformasi dan bahkan retak. Prinsip-prinsip berikut harus diikuti selama desain:

1. Perubahan ketebalan dinding harus merupakan transisi yang mulus untuk menghindari perubahan mendadak;

2. Perbedaan ketebalan dinding yang berdekatan tidak boleh melebihi 50%;

3. Menambahkan struktur pembuangan panas harus dipertimbangkan di area berdinding tebal;

4. Area berdinding tebal yang luas dapat dirancang dengan struktur sarang lebah internal untuk mengurangi berat.

Saran desain sebenarnya

Untuk skenario aplikasi yang berbeda, desain ketebalan dinding harus diperlakukan secara berbeda:

Bagian tampilan: Fokus pada kualitas permukaan, ketebalan dinding bisa sedikit lebih tipis, tetapi kekuatan pasca pemrosesan perlu dipertimbangkan.

Bagian fungsional: Prioritas harus diberikan untuk memastikan kekuatan struktural, dan ketebalan dinding bagian utama yang menahan tegangan harus ditingkatkan secara tepat.

Bagian rakitan: Mengingat tegangan rakitan, ketebalan dinding bagian sambungan berulir tidak boleh kurang dari 1,5 kali diameter ulir.

Dukungan desain lantu3D

lantu3D menyediakan layanan peninjauan desain profesional untuk membantu pelanggan mengoptimalkan desain ketebalan dinding dan menghindari risiko pencetakan. Tim teknis kami dapat memberikan rekomendasi ketebalan dinding yang dipersonalisasi berdasarkan penggunaan komponen, sifat material, dan persyaratan proses.

Ringkasan

Desain ketebalan dinding adalah salah satu faktor kunci keberhasilan pencetakan 3D. Hanya dengan menguasai persyaratan ketebalan dinding dari berbagai proses, memahami hubungan antara ketebalan dinding dan kinerja struktural, dan menerapkan prinsip desain yang masuk akal, kita dapat merancang produk berkualitas tinggi yang dapat dicetak dan praktis.

Selamat datang untuk menghubungi kami pada tahap desain. lantu3D akan memberikan layanan dukungan desain profesional untuk proyek Anda.