Wie man perfekte 3D-gedruckte Teile herstellt
Optimierung des 3D-Druckprozesses und Auswahl des besten Materials und der besten Oberfläche
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Introduction
Der 3D-Druck ist ein beliebtes additives Fertigungsverfahren, bei dem dreidimensionale Objekte aus einer CAD-Datei erstellt werden und das sich in den wichtigsten Wirtschaftszweigen durchsetzt. Das Druckverfahren fügt aufeinanderfolgende Materialschichten hinzu, um Endprodukte zu erstellen, die für das Rapid Prototyping, den Werkzeugbau und die Herstellung komplexer Teile und Produkte verwendet werden. Die Konstruktion des perfekten 3D-Druckteils hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, darunter die verwendete 3D-Druckertechnologie, das Produktdesign, die Produktausrichtung, das verwendete Material und die Druckeinstellungen.
Dieser Artikel befasst sich mit der Reparatur von beschädigten 3D-gedruckten Teilen, einschließlich der Reparatur von Kunststoffen und Löchern.
Was macht das 3D-Teil perfekt
Wie bei den meisten Fertigungsverfahren müssen mehrere Variablen verfeinert werden, um einen Prozess zu optimieren. Das gilt auch für den 3D-Druck. Viele dieser Überlegungen umfassen:
- 3D-Drucktechnologie - Wählen Sie die richtige 3D-Drucktechnologie für Ihre Anwendung(en). Zu den gängigsten 3D-Drucktechnologien gehören:
- Fused Deposition Modeling (FDM) - die kostengünstigste 3D-Drucktechnologie
- Stereolithografie (SLA) - preiswerte 3D-Drucker
- Selektives Lasersintern (SLS) - gehört zu den besten Druckern auf dem Markt
- PolyJet - Hochwertige Maschinen
- Jede dieser Technologien hat unterschiedliche Fähigkeiten und verfügbare Materialien.
- Das richtige Material - Je nach Art des Teils und der Anwendung müssen Sie entscheiden, welches 3D-Druckmaterial Sie verwenden möchten. Dies wirkt sich auf die Festigkeit und Flexibilität des Produkts aus, einschließlich der einzigartigen Materialeigenschaften wie Festigkeit, Flexibilität und Hitzebeständigkeit. Bei der Auswahl des Materials, das Ihren Leistungsanforderungen am besten entspricht, ist eine gründliche Recherche ratsam.
- Optimales Design - Bevor Sie Ihr Teil drucken, müssen Sie es zunächst mit einem 3D-Modellierungsprogramm entwerfen. Berücksichtigen Sie dabei am besten Faktoren wie Wandstärke, Überhänge und strukturelle Stützen. Die Ausrichtung des Teils während des Druckvorgangs ist ein weiterer wichtiger Faktor, der sich auf die Festigkeit, Genauigkeit und Oberflächenqualität auswirkt. Diese Faktoren können sich auf die Bauzeit, den Materialverbrauch und die Kosten auswirken.
- Software - Die Slicing-Software bereitet Ihr 3D-Modell für den 3D-Druck vor, indem sie die Schichten für jeden Druck erstellt. Die Auswahl der richtigen Slicing-Software und Einstellungen für Ihren 3D-Drucker, Ihr Filament und Ihre Anwendung kann von großer Bedeutung sein.
- Drucken und Prüfen - Sobald Ihr Teil geschnitten und für den Druck bereit ist, konfigurieren Sie die Druckereinstellungen und laden das 3D-Modell. Eine Inspektion hilft bei der Identifizierung von Problemen, die zu fehlerhaften Drucken führen könnten, z. B. Fehlausrichtungen, unzureichende Schichthaftung und falsche Extrudertemperaturen. Eine Bewertung hilft dabei, die Genauigkeit und Passgenauigkeit der gedruckten Teile zu testen, um sicherzustellen, dass sie den erforderlichen Konstruktionsspezifikationen entsprechen. Darüber hinaus kann eine Inspektion dazu beitragen, Abweichungen bei den Materialeigenschaften des fertigen Produkts zu erkennen, um sicherzustellen, dass die gewünschten mechanischen und ästhetischen Eigenschaften erfüllt werden.
- Nachbearbeitung - Abhängig von der verwendeten 3D-Drucktechnologie und dem Material, mit dem Sie gedruckt haben, benötigen Sie möglicherweise eine Nachbearbeitung für Ihr Teil. Die Nachbearbeitung kann das Entfernen von Druckstützen, Reinigen, Schleifen, Trowalisieren, Lackieren, Spannungsabbau, Aushärten usw. umfassen.
- Testen - Sie sollten das fertige Teil testen, um sicherzustellen, dass es Ihren Anforderungen entspricht.
Wie wählt man das beste Material aus?
Die Auswahl der richtigen 3D-Druckmaterialien kann eine Herausforderung sein. Es gibt viele Variablen zu berücksichtigen.
Ziehen Sie ein thermoplastisches oder duroplastisches Material in Betracht?
Duroplaste sind Polymere, die beim Erhitzen oder Aushärten irreversibel hart werden. Sie sind vernetzte Polymere und können nicht neu geformt oder recycelt werden, während Thermoplaste Polymere sind, die bei Erwärmung wiederholt erweicht und bei Abkühlung gehärtet werden können. Thermoplastische Kunststoffe sind nachhaltige Materialien, die geschmolzen und mehrfach umgeformt werden können.
Welche Leistungsstufe kommt für Sie in Frage?
Die Materialkosten reichen von Materialien mit geringer Leistung bis hin zu Hochleistungsmaterialien, die sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften besser für bestimmte Anwendungen eignen. Ihre Anwendung und die Anforderungen an das Material beeinflussen Ihre Entscheidung. Zu diesen Faktoren gehören:
- Kompression
- Kriechen
- Dehnung
- Biegemodul
- Härte
- Wärmeverformung
- Schlagzähigkeit
- Reißfestigkeit
- Zugfestigkeit
Welche ästhetischen Eigenschaften sind erwünscht?
Je nach dem Produkt, das Sie herstellen möchten, sollten Sie das Aussehen und die Haptik des von Ihnen gewählten Materials berücksichtigen. Faktoren wie Farbe, Textur und Oberflächenbeschaffenheit können sich auf das Gesamterscheinungsbild Ihres Produkts auswirken.
Vergewissern Sie sich, dass das Material mit Ihrem 3D-Drucker kompatibel ist.
Berücksichtigen Sie die Kosten für das Material. Informieren Sie sich über die Kosten der verschiedenen Materialien und wählen Sie ein Material, das für Ihr Projekt am kostengünstigsten ist.
Wie wählt man das beste Finish?
Bei der Auswahl der besten 3D-Druck-Oberfläche wirken sich mehrere Faktoren erheblich auf das Endprodukt aus. Zu diesen Faktoren gehören das Material, der Verwendungszweck des Objekts und die Kosten für die Oberfläche. Die Herstellung eines sehr detaillierten Objekts erfordert wahrscheinlich eine teurere Endbearbeitung.
- Lackieren: Die Bemalung verdeckt Unvollkommenheiten und verleiht Ihrem Projekt einen einzigartigen Look. Es handelt sich um eine kostengünstige Option, die auch dazu verwendet werden kann, das Aussehen anderer Materialien zu imitieren. Die Herausforderung besteht darin, ein einheitliches Finish auf der gesamten Oberfläche eines 3D-gedruckten Objekts zu erzielen.
- Schleifen: Der 3D-Druck ist im Allgemeinen dafür bekannt, dass er zu unerwünschten" Produktoberflächen führt. Durch Schleifen können Oberflächenmängel geglättet und eine Grundlage für weitere Nachbearbeitungstechniken geschaffen werden. Das Schleifen kann zeitaufwändig sein und erfordert Geduld, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Für das Schleifen sind Schleifpapierkörnungen von 100 bis 600 üblich. Schleifschwämme sind eine weitere Alternative zum Schleifpapier.
- Polieren: Polieren ist eine weitere Methode, um einem 3D-gedruckten Objekt eine glänzende Oberfläche zu geben. Es ist ebenfalls relativ schnell und einfach durchzuführen, obwohl es schwierig sein kann, ein gleichmäßiges Finish auf der gesamten Oberfläche zu erzielen.
- Galvanisieren: Die Galvanisierung verleiht einem 3D-gedruckten Teil ein metallisches Aussehen, ohne dass die schwieriger zu druckenden Metallverbundwerkstoffe verwendet werden müssen. Dieses Verfahren funktioniert gut mit 3D-Druckverfahren wie SLA.
- Nachbearbeiten: Dampfglätten oder Lasersintern sind Verfahren, die zur Verfeinerung der Produktoberfläche eingesetzt werden. Diese Nachbearbeitungstechniken können eine hochwertige, gleichmäßige Oberfläche erzeugen, die für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet ist. Sie sind teuer und erfordern spezielle Geräte und Fachkenntnisse.
Jede Technik hat ihre Vor- und Nachteile, daher ist es wichtig, alle Optionen abzuwägen, bevor Sie sich für die beste 3D-Druckoberfläche für Ihr Projekt entscheiden. Es gibt keine Einheitslösung für die Auswahl der besten 3D-Druckoberfläche. Je nach Art des Materials, der Anwendung und des gewünschten Aussehens können verschiedene Oberflächen besser geeignet sein als andere.
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