Principi di progettazione dello spessore della parete della stampa 3D: equilibrio tra requisiti di resistenza e utilizzo del materiale

Limitazioni del processo relative allo spessore minimo della parete

Lo spessore della parete del processo FDM è direttamente correlato al diametro dell'ugello. Lo spessore minimo della parete è circa 0,4 volte il diametro dell'ugello. Un ugello da 0,4 mm comunemente utilizzato corrisponde ad uno spessore minimo della parete di 0,16 mm. Si consiglia che lo spessore della parete non sia inferiore a 0,8 mm per garantire che la sovrapposizione degli strati intermedi sia più o meno uniforme. Il processo SLA è limitato dalla fluidità della resina e dalla capacità di supporto e lo spessore minimo della parete può essere superiore a 0,4 mm. Poiché le parti in nylon nel processo SLS non richiedono supporto, lo spessore minimo della parete può essere ridotto a 0,7 mm, ma è probabile che si verifichino deformazioni se è inferiore a 1 mm.

La relazione tra spessore della parete e resistenza strutturale

Nelle strutture a piastre e a guscio, la rigidità alla flessione è proporzionale al cubo dello spessore della parete e il guadagno di resistenza apportato dall'aumento dello spessore della parete supera di gran lunga la relazione lineare. Tuttavia, quando lo spessore della parete supera un certo valore critico, aumenta la probabilità di difetti di stampa (bolle, pori), il che a sua volta riduce la resistenza effettiva. Per le parti funzionali, la regolazione dello spessore della parete nell'intervallo compreso tra 1,5 mm e 3 mm è l'intervallo più conveniente. Dopo aver superato i 5 mm, è necessario sostituirla con una struttura a nervature rinforzate per ridurre il peso e risparmiare materiali.

Uniformità dello spessore delle pareti e concentrazione delle sollecitazioni

I cambiamenti improvvisi nello spessore delle pareti sono le aree più soggette a deformazioni e crepe nella stampa 3D. Nei giunti in cui la differenza nello spessore delle pareti adiacenti supera 1,5 mm, è necessario impostare uno smusso di transizione per evitare deformazioni causate dalle differenze nell'accumulo di calore. Il design simmetrico dello spessore delle pareti può anche ridurre efficacemente la distribuzione irregolare delle sollecitazioni interne, il che è particolarmente importante per il ritiro dei materiali cristallini come il nylon.