高效的光纤路由技术第 2 部分：高级路由选项

编者注：这是关于使用 Markforged 3D 打印机的高效光纤布线技术系列的第二部分。如果您不熟悉打印机并有兴趣了解更多信息，请在此处与我们联系。要快速掌握高效的光纤布线技术，请随时阅读此处的第一部分！

高级光纤路由技术

考虑到您的制造方法至关重要，3D 打印设计与任何其他制造过程的设计工作一样多，尤其是对于我们的高强度 3D 打印机。有一些几何形状和技术非常适合某些工艺，而另一些则不太适合——我们希望鼓励您思考如何有效地使用我们独特的纤维布线方法来提高 3D 打印部件的强度。上周我们介绍了一些基本的光纤布线技术，包括夹层板、周边加固和外壳，描述了不同的加固选项的作用以及如何很好地使用它们。在这篇博文中，我将扩展上周博文中的一些概念，以展示如何使用更先进的光纤布线技术使您的部件更坚固。

针对特定强度方向进行优化

虽然同心加固将在部件周边用纤维加固，但有时需要针对特定​​方向或负载情况进行加固。在许多情况下，您正在打印的零件在某些区域需要基于已知负载条件的强度。您可以使用我们的“纤维角度”选项在该方向上对齐纤维，从而有效地提高零件的强度。

传统复合材料由多层复合纤维组成，每层纤维都按特定方向或“纤维角度”排列。为了创建均匀的复合纤维片，每一层都从前一层旋转特定角度，直到最终整个复合片成为准各向同性。

如果您需要在特定方向上的强度，而不是不断旋转纤维片，您可以将它们全部对齐一个或几个关键方向。纤维与零件的负载条件对齐，从而优化零件在该方向上的强度。下面的部分是无人机臂，主要需要沿臂的长度进行加固以防止其弯曲。默认情况下，当您使用各向同性填充增强以模拟准各向同性组织时，纤维角度将旋转。

为了有效地加固该部件，您可以编辑各向同性填充部件的设置（在外部或内部视图中）并将每个加固层的纤维角度设置为 0。您可以为一组纤维或一组纤维执行此操作单层。这最大限度地提高了零件沿臂长度的刚度。

这种技术也可以扩展到多个方向——如果有两个主要方向需要增强，你可以设置纤维角度在两个方向之间旋转，使部件在两个方向上都坚固。

光纤条纹

纤维条带需要多个堆叠的夹层板，以进一步加强部件在 XY 平面上的弯曲。如果您的零件较厚且横截面相当一致，您可以使用纤维条带通过叠加夹芯板进一步加强零件的强度，使其纤维增强更一致，抗扭强度更大。

选择性强化

虽然纤维条纹和剥壳通常最适用于横截面相当一致的零件，但有时加强零件的特定部分或特征比用均匀间隔的纤维条纹加强更有意义。在这些情况下，需要考虑一些因素以保持夹芯板的平整度。我们可以将下面的部分（客户 STS Turbo 的摩托车后脚钉支架）分解为两个部分：顶部翼片，防止骑手的脚太靠近后轮胎悬架，以及承重支架部分，带有螺栓孔以安装脚踏板并安装到自行车的其余部分。

部件需要坚硬且抗弯曲，但标准夹芯板不会以我们需要的方式增强部件 - 在最顶层和最底层添加纤维会产生不均匀的夹芯板并导致部件故障。为了解决这个问题，我们可以创建两个偶数的夹芯板部分——一个夹在零件的“护脚板”部分，另一个夹在零件的安装支架部分。这就是所谓的选择性加固——我们正在定义需要加固的特定区域，并确保每个区域都有夹层板。

然后，零件需要在螺栓孔周围进一步加固，以提高零件局部强度并支撑施加在脚钉上的重量，脚钉固定在零件顶部的脚钉间隔块上。

组合

Eiger 提供的层级控制粒度允许您以不止一种方式有效地加固——所有这些方法都作为加固的指导方针，可以以多种不同的方式一起使用。在上周的帖子中，我描述了使用各向同性和同心填充的脱壳如何确保更坚固的零件，并且可以使用这些技术实施类似的程序。

我在上面使用的脚钉安装示例是一种有效的光纤布线方法，用于通过选择性增强来抵抗平面内弯曲，但可能需要更高的强度才能获得可靠和稳健的解决方案。零件的机翼部分不承重，但应抵抗平面内弯曲，而具有安装模式的部分将承受来自固定它的螺栓的压缩载荷和扭转载荷，因为脚钉将支撑飞机的重量骑士。我将在沉头孔下方添加一段层以加固螺栓孔。这部分纤维在其区域内相对居中，因此不需要另一层来平衡三明治。

接下来，我将剥壳部件的下部区域，以提高其绕 Z 轴弯曲的强度，以帮助抵抗骑手的重量，正如我在上一篇文章中所述。最后，我将向零件顶部的小节添加同心纤维增强材料。这提高了脚钉被螺栓固定后零件的抗压强度，并提高了零件的抗扭强度，防止脚钉向下拧出孔。

现在，使用本系列文章中介绍的几种不同的光纤布线技术选择性地增强了该部件。如果您有任何问题，请告诉我们，我希望我们能够帮助您提高光纤路由的直觉！

如果您目前没有 Markforged 打印机，但想看看实际使用中的打印机，请随时 请求演示 并尝试我们的 这里的 Eiger 软件 .