3D打印零件定位:它如何影响强度,精度和表面光洁度

发布于2022年10月4日Protolabs

选择提供最小z高度的方向,从而获得最快的构建时间,似乎是一件无需动脑筋的事情。但是,仅面向z-高度可能并不总是在您的零件要求方面最有意义。在考虑3D打印的零件定位时,还有其他一些技术因素在发挥作用。当你考虑3D打印的零件方向时,特别是立体平版印刷(SLA),你会想到一支铅笔。怎样才能一层一层地水平或垂直3d打印这支铅笔呢?水平打印会花更少的时间,因为它躺着的时候更平,垂直打印会花更长的时间,因为它站得很高,需要更多的图层按顺序堆叠在一起。与垂直打印铅笔相比,水平打印也需要更多的支撑结构,而且需要额外的时间来移除这些支撑结构,以实现成品部分。所以,你的方向选择可以归结为铅笔的强度要求或表面光洁度要求,你甚至可能想要以某个角度定位你的零件。在选择的时候有一些考虑因素有限元构建取向。让我们开始吧!

3d打印零件的强度方向

让我们首先看一个快速的插图,解释3d打印层的建立和外部零件的力量对零件的一般影响。当张力是正常的,或垂直于层,部分薄弱往往发生。当拉伸力平行或与层相一致时,零件更强。当力垂直于各层时,部件通常能够承受比力与各层一致时更大的压缩。有两个要点:

  1. 打印在一个方向,使层对齐的轴张力最高和
  2. 打印方向使层与压缩力最高的轴相交

在铅笔的理论情况下,水平构建方向可能会工作,以解释铅笔在使用时将遇到的张力和弯曲力。请注意,这些指导原则始终适用于熔融沉积建模(FDM)部件。SLA零件表现出比FDM零件小得多的各向异性,因为层是化学结合的,SLA实现的分辨率比FDM高得多。然而,热固性材料可能需要一些关于零件取向的额外考虑,以最大限度地提高关键零件特征的强度。

紧张关系图
3D打印部件
差异收缩是存在于3d打印的部分,定向如上所示。截面积由小到大的快速转变导致了这部分的收缩。

避免差动收缩

一般来说,一个部位的材料分布越不均匀,就越容易出现所谓的差异收缩现象。某些零件的几何形状和尺寸本质上更容易收缩,因为它们不包括来自前一层材料的足够支持。为了说明这一点,想象一个大写字母“h”。当横杆部分在中间逐层出现时,它倾向于将支撑腿向内拉,导致部分在底部附近弯曲。为了防止差缩,有两个选择。通常,我们在一个角度上构建SLA部件,以减少表面积,从而减少每层遇到的总体应力。这也有助于提高零件尺寸和公差精度。此外,我们平躺着制造零件,这样所形成的每一层都与其下一层具有相同的表面积,并且没有大的横截面摆动。当需要尺寸关键或高分辨率的部件特征时,我们建议将这些特征定位在部件的上表面。请记住,如果化妆品是关键的话,在一个角度上制造零件可能会导致零件的表面光洁度不理想。

3D打印部件

差动收缩可以通过定向消除部件上的小到大的截面变化(如上所示)或将部件定向成一个角度(如图所示)来避免。

3D打印部件

如果平滑、美观的特征是目标,那么垂直地构建部件。建筑在一个角度将导致可见层线显示在倾斜的圆柱体。


朝向实现理想的表面光洁度

如果对你的零件来说,在贸易展或展览中使用化妆品是很重要的,我们将倾向于将零件建造成平面而不是一个角度。任何关键特征都应该朝上,因为顶部表面将是光滑的,更容易达到尺寸精度。另一方面,如果你的零件是朝下建造的,支撑结构需要拆除和爆破将消除任何光泽效果。

3D打印部件

光滑的效果显示在“H”上,它是平躺的。以一定角度构建的“H”突出了图层线条和它们在文本上的视觉效果。

根据经验,我们的团队可能会选择不同的方向,为您提供最优质的零件。要记住的一件重要的事情是,如果您没有指定所需的部件方向(水平还是垂直),我们将自动选择方向以满足最快的构建时间。让我们知道哪些方面对您的3d打印部件最重要,有助于我们确定在构建过程中如何最好地定位您的部件。总的来说,最大的好处是,如果您对3d打印部件有特殊需求,无论是关键功能、成本考虑还是特定的理想表面光洁度,请务必提前让我们的工程师团队知道,以便我们可以确保您的部件满足您的特定目标。

3d打印权威指南封面

如果你找导游有什么问题,请按此处下载

3D打印权威指南

我们全面的指南导航整个增材制造过程-从原型到生产。

3D打印报价图像

需要定制的3d打印部件?上传您的CAD文件即时在线报价。

获取打印部件