Conceitos básicos e desafios de estruturas suspensas
Estruturas suspensas referem-se a peças que não são suportadas por materiais subjacentes durante o processo de impressão 3D. Eles são uma característica típica que distingue a manufatura aditiva da manufatura subtrativa. O processo FDM tem capacidades de suspensão limitadas e geralmente requer suporte adicional após o ângulo de inclinação exceder 45 graus. O processo SLA/DLP tem capacidades de suspensão ainda mais fracas e requer suporte para praticamente qualquer área de projeção horizontal. O processo SLM metálico também requer um grande número de estruturas de suporte para conduzir o calor e controlar a deformação. O projeto inadequado de estruturas suspensas pode levar a falhas de impressão, redução da qualidade da superfície e dificuldade na remoção do suporte. Compreender o conceito de ângulo autoportante é a base para um projeto ideal.
Padrões de ângulo de autossuporte para diferentes processos
O ângulo de autossuporte refere-se ao ângulo de inclinação mínimo no qual uma estrutura suspensa pode ser impressa com sucesso sem suporte adicional. O ângulo autossustentável do processo FDM é geralmente de 45 graus, ou seja, quando o ângulo entre a superfície suspensa e a superfície horizontal não é inferior a 45 graus, a impressão sem suporte pode ser realizada. Alguns equipamentos FDM de última geração podem aumentar o ângulo de autossuporte para 50-60 graus, otimizando o resfriamento e o controle de extrusão. O ângulo autossustentável do processo SLA/DLP é maior, geralmente 60-70 graus. O ângulo autoportante do processo metálico SLS/SLM varia dependendo das propriedades térmicas do material, geralmente na faixa de 30-45 graus. O padrão de ângulo autoportante precisa ser determinado de acordo com o processo utilizado durante o projeto.
Estratégia de design para minimizar materiais de suporte
Reduzir o uso de materiais de suporte pode reduzir o consumo de material, diminuir o tempo de impressão e simplificar os procedimentos de pós-processamento. A primeira é orientar a peça de forma que o lado com maior área suspensa fique voltado para a plataforma de impressão, ou ajustar a superfície suspensa para um ângulo acentuado. O segundo passo é adicionar chanfros e transformar as arestas vivas suspensas em chanfros para fazer com que a inclinação atinja o padrão autoportante. A terceira é projetar cavidades e transformar a estrutura sólida suspensa em uma estrutura de pórtico para reduzir a área horizontal que precisa ser suportada. A quarta é a impressão segmentada, que divide peças complexas em múltiplas peças e as imprime separadamente antes da montagem. Cada parte pode ser impressa na direção ideal. A quinta é utilizar a estrutura existente e utilizar as paredes e nervuras das próprias peças como suporte durante o projeto.
Habilidades de aplicação de suportes solúveis
Para estruturas suspensas onde o suporte não pode ser evitado, o uso de materiais de suporte solúveis é um método eficaz para reduzir a dificuldade de pós-processamento. O equipamento FDM de bico duplo pode usar o bico auxiliar para imprimir suportes PVA ou HIPS enquanto o bico principal imprime materiais de peças. Após a impressão, a peça é imersa em água (PVA) ou solução de limoneno (HIPS), e a estrutura de suporte se dissolve automaticamente. Ao projetar um suporte solúvel, deve-se prestar atenção à área de contato entre o suporte e a peça. Se a área de contato for muito grande, deixará vestígios, e se a área de contato for muito pequena, o suporte ficará instável. A configuração da densidade do suporte afeta a velocidade de remoção e é recomendado defini-la para 10-20%.
Inspeção de qualidade e melhoria de estruturas suspensas
Após a conclusão da impressão, é necessária uma inspeção de qualidade especial de estruturas suspensas. Primeiro verifique a flacidez da superfície e meça o desvio entre a posição real da superfície suspensa e a posição projetada. O padrão de qualificação é geralmente inferior a 2 vezes a espessura da camada. Em segundo lugar, verifique a rugosidade da superfície. A superfície superior da superfície suspensa é geralmente mais áspera que a superfície lateral. Precisa ser avaliado se atende aos requisitos de uso. Terceiro, verifique a nitidez das bordas. Pode haver cantos arredondados ou rebarbas nas bordas suspensas, que requerem pós-processamento e corte. Para estruturas suspensas não qualificadas, as razões precisam ser analisadas e os parâmetros de projeto ou impressão devem ser otimizados. As melhorias comuns incluem ajustar a direção da impressão, adicionar suportes ou reduzir a velocidade de impressão.
Submeta um modelo, desenho, imagem ou notas por escrito. Os engenheiros analisarão o material, processo, acabamento e entrega com base na utilização real.