3D打印件的強度是很多人在選擇是否要3D打印時都會考慮的一個因素,尤其是在做需要受力的功能性測試時。一般影響3D打印件強度大主要因素就是工藝和材料。此外也可以通過一些操作技巧來提升打印件的強度。
1、增加填充率
填充率是3D打印中常見的參數之一,決定3D打印件內部的填充密度。3D打印件的內部往往不是實心的,而是類似蜂巢那樣的填充結構(不同廠商使用的填充結構不一樣)。而填充率決定了這種結構的密度,當選擇100%填充率時,3D打印件的內部就變成實心結構。其強度也最好。不過經過多數設計師和工程師的驗證,填充率超過70%后,增加填充率對強度提升效果比較小。此外,不同的填充結構對強度也有影響,可以通過軟件進行優化計算來選擇填充結構。
2、增加壁厚
一般3D打印時,都會有一個最小壁厚。一旦小于這個壁厚,3D打印時很容易發生坍塌的情況。而在條件允許的情況下(不影響設計或裝配),可以適當增加壁厚,來提升打印件的強度。
3、增加層數
3D打印的基礎原理是通過層層疊加來構建物體。擠出、光固化、燒結、噴射等常見的3D打印工藝都遵循這一原理。而在打印時,這個層厚是可以通過設置參數來控制的。比如層高為100mm,層高為0.1mm時,需要打印1000層,當層厚為0.2mm時,則只需打印500層。一般情況下,層數越多,打印件的強度越好。不過相應的打印時間也會增加。
4、打印速度
一般情況下,慢速3D打印的強度好于快速3D打印,尤其是擠出工藝而言。
5、調整線寬
這里的線寬是指3D打印時最小構建單元的寬度,比如FDM 3D打印機的噴頭直徑為0.4mm,那么擠出的線材寬帶就是0.4mm。一般而言,線寬的數值為層高的偶數倍時,打印件的強度比較好。不過這需要3D打印機的硬件支持,有些3D打印機不具備這樣的條件。
6、增加冷卻時間
目前大部分的3D打印都會涉及到加熱,打印件往往需要冷卻。研究發現,打印件的冷卻速度對強度也有影響。一般而言,長時間緩慢的冷卻過程可以增加打印件的強度。
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