หลักการทางเทคนิคของการพิมพ์ 3 มิติแบบหลายวัสดุ
การพิมพ์ 3 มิติแบบหลายวัสดุหมายถึงเทคโนโลยีของการใช้วัสดุสองชนิดขึ้นไปเพื่อผลิตชิ้นส่วนในกระบวนการพิมพ์เดียวกัน กระบวนการในปัจจุบันสำหรับการพิมพ์แบบหลายวัสดุประกอบด้วย: FDM หลายหัวฉีด ซึ่งหัวฉีดแต่ละอันจะโหลดด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน และสามารถเปลี่ยนได้ในระหว่างกระบวนการพิมพ์ SLA วัสดุหลายชนิด สามารถเปลี่ยนถังเรซินได้ในระหว่างกระบวนการพิมพ์เพื่อให้เกิดการเคลือบเรซินต่างๆ PolyJet/Material Jetting พ่นวัสดุที่แตกต่างกันผ่านหัวฉีดหลายอัน เพื่อให้เกิดการผสมและการไล่ระดับวัสดุ SLS หลายวัสดุ โดยการผสมผงต่างๆ ไว้ล่วงหน้าหรือเปลี่ยนองค์ประกอบของผงในระหว่างกระบวนการพิมพ์ แต่ละกระบวนการมีความสามารถด้านวัสดุที่แตกต่างกัน และกลยุทธ์การออกแบบจำเป็นต้องได้รับการกำหนดตามลักษณะของกระบวนการ
สถานการณ์การใช้งานของการออกแบบพาร์ติชันสี
การออกแบบพาร์ติชันสีคือการออกแบบส่วนต่างๆ ของชิ้นส่วนให้เป็นสีต่างๆ เพื่อให้เกิดการระบุ การตกแต่ง หรือความแตกต่างในการทำงาน การใช้งานทั่วไปได้แก่: ต้นแบบผลิตภัณฑ์ โดยใช้สีที่ต่างกันเพื่อแยกแยะส่วนต่างๆ ของเปลือกผลิตภัณฑ์เพื่อแสดงผลการออกแบบด้วยสายตา แบบจำลองการศึกษาที่มีโครงสร้างทางกายวิภาคหรือส่วนประกอบการทำงานต่างกันซึ่งมีป้ายกำกับเป็นสีต่างกัน สำหรับป้ายระบุตัวตน ข้อความและสัญลักษณ์จะถูกพิมพ์ด้วยสีที่ตัดกันเพื่อปรับปรุงการจดจำ การสร้างสรรค์ผลงานศิลปะ การแสดงแนวคิดการออกแบบผ่านการเปลี่ยนสี สำหรับชิ้นส่วนอุตสาหกรรม ให้ใช้สีเพื่อแยกแยะส่วนประกอบที่มีฟังก์ชันต่างกัน หรือระบุความสัมพันธ์ในการประกอบ จำเป็นต้องคำนึงถึงความชัดเจนของขอบเขตสีและความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างวัสดุที่มีสีต่างกันเมื่อออกแบบ
ข้อพิจารณาทางกลของการออกแบบพาร์ติชันประสิทธิภาพ
การออกแบบพาร์ติชันประสิทธิภาพคือการออกแบบพื้นที่ต่างๆ ของชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันเพื่อให้บรรลุการปรับการทำงานให้เหมาะสมที่สุด การใช้งานทั่วไป ได้แก่: ชิ้นส่วนที่อ่อนและแข็งที่รวมกัน เช่น โครงสร้างของเคสโทรศัพท์มือถือที่มีกาวอ่อนอยู่ที่ขอบและมีเปลือกแข็งอยู่ตรงกลาง คอนเนคเตอร์ซีล ตัวเครื่องหลักทำจากวัสดุแข็ง และพื้นผิวซีลทำจากวัสดุยืดหยุ่น โครงสร้างการทำให้หมาด ๆ ส่วนรับน้ำหนักทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง และส่วนการทำให้หมาด ๆ ทำจากวัสดุที่อ่อนนุ่ม ชิ้นส่วนคอมโพสิตที่ทนต่อการสึกหรอ พื้นผิวเสียดสีทำจากวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ และเมทริกซ์ทำจากวัสดุที่ทนทาน เมื่อออกแบบ ควรให้ความสนใจกับ: ความแข็งแรงของส่วนต่อประสานของวัสดุ และความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างวัสดุต่าง ๆ มักจะต่ำกว่าของวัสดุเดียวกัน การจับคู่การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความแตกต่างในสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุที่แตกต่างกันอาจทำให้เกิดความเครียดภายในได้ เนื่องจากการถ่ายโอนโหลด ส่วนต่อประสานอาจกลายเป็นจุดรวมตัวของความเค้น ซึ่งจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ทางกล
การออกแบบวัสดุตามหน้าที่การใช้งาน
วัสดุตามหน้าที่ (FGM) หมายถึงโครงสร้างวัสดุที่องค์ประกอบของวัสดุและคุณสมบัติของการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในอวกาศ การพิมพ์แบบหลายวัสดุช่วยให้สามารถเปลี่ยนจากวัสดุหนึ่งไปอีกวัสดุหนึ่งได้อย่างค่อยเป็นค่อยไป หลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเค้นที่ส่วนต่อประสานที่ฉับพลัน จำเป็นต้องระบุฟังก์ชันการไล่ระดับสีขององค์ประกอบของวัสดุในระหว่างการออกแบบ เช่น การไล่ระดับสีเชิงเส้น การไล่ระดับสีแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล หรือการไล่ระดับสีแบบกำหนดเอง ความยาวของโซนการเปลี่ยนการไล่ระดับสีต้องคำนึงถึงความละเอียดในการพิมพ์และความสามารถในการผสมวัสดุ การออกแบบไล่ระดับสีสามารถแก้ปัญหาการยึดเกาะของส่วนต่อประสานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโครงสร้างโดยรวม สถานการณ์การใช้งานประกอบด้วย: โครงสร้างความแข็งแบบไล่ระดับ การเปลี่ยนจากโซนแข็งเป็นโซนยืดหยุ่น โครงสร้างการบรรเทาความเครียดจากความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนแบบไล่ระดับช่วยลดความเครียดจากความร้อน ชิ้นส่วนที่บูรณาการตามหน้าที่ การเปลี่ยนการไล่ระดับสีช่วยลดการกลายพันธุ์ของวัสดุ
ข้อจำกัดด้านกระบวนการของการออกแบบที่มีวัสดุหลายชนิด
การออกแบบการพิมพ์ที่มีวัสดุหลายชนิดจำเป็นต้องพิจารณาข้อจำกัดของกระบวนการ ความเข้ากันได้ของวัสดุ ความเข้ากันได้ทางเคมีระหว่างวัสดุที่แตกต่างกันจะกำหนดความแข็งแรงในการยึดเกาะของส่วนต่อประสาน ลำดับการพิมพ์ FDM หลายหัวฉีดจำเป็นต้องออกแบบจุดเปลี่ยนวัสดุและกลยุทธ์การเปลี่ยน วัสดุสนับสนุน ส่วนรองรับชิ้นส่วนที่มีวัสดุหลายชนิดอาจจำเป็นต้องถอดวัสดุเฉพาะออก ความเข้ากันได้หลังการประมวลผล วัสดุที่แตกต่างกันอาจตอบสนองต่อการประมวลผลหลังการประมวลผลที่แตกต่างกัน (การขัด การฉีดพ่น การฆ่าเชื้อ ฯลฯ) ในการพิจารณาต้นทุน การพิมพ์แบบหลายวัสดุมักจะมีราคาแพงกว่าการพิมพ์แบบวัสดุเดียว และจำเป็นต้องประเมินความคุ้มทุน เมื่อออกแบบ คุณต้องสื่อสารกับผู้ให้บริการการพิมพ์เพื่อทำความเข้าใจความสามารถและข้อจำกัดเฉพาะของกระบวนการ
ส่งโมเดล แบบแปลน รูปภาพ หรือบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษร วิศวกรจะตรวจสอบวัสดุ กระบวนการ การตกแต่ง และการส่งมอบตามการใช้งานจริง