4 3D 打印的重要设计注意事项
设计自由是增材制造的主要优势之一。然而,由于 3D 打印设计与传统制造设计有很大不同,因此需要一种新的设计工程方法。因此,为了创建可 3D 打印的高质量零件,设计师和工程师在设计增材制造时必须具备新方法和新要求的知识。尽管每种 3D 打印技术和材料的特殊性决定了它们的具体设计方法,但在本简短指南中,我们将重点介绍可应用于所有 3D 打印技术的一般设计注意事项。
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设计 3D 可打印部件时的主要考虑因素
1.悬垂和支撑
悬垂是结构的突出部分,经常出现在更复杂的设计中。设计有悬垂的零件时要考虑的关键点是角度,因为每个 3D 打印机都有自己的限制,确保悬垂不超过允许值很重要。
例如,FDM 和 SLA 的适当角度不应超过 45 度。如果角度大于此值,悬垂部分将需要额外的支撑以防止损坏零件。一般来说,减少悬垂的数量是一个很好的做法,因为这会限制支撑,从而节省打印时间和材料。这也将使后期处理更加容易。
- 壁厚
在设计阶段要考虑的下一个关键点是壁厚。壁厚问题是最典型的设计问题之一,可能导致打印失败。如果零件的壁太薄,则会导致打印件非常脆弱,很容易破裂或损坏。另一方面,太厚的墙会导致内应力,导致不希望的结果,例如开裂。
虽然推荐的最小壁厚主要取决于使用的材料和 3D 模型的整体设计,但一般的经验法则是使壁厚一些。 0.8mm以上的壁厚通常可以使用所有3D打印方法成功打印零件。
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- 收缩和翘曲
3D 打印过程通常涉及材料内部的变化,因为它以某种其他方式被烧结、熔化或加热。然而,问题通常在材料冷却时出现,因为这会导致翘曲或收缩,进而导致开裂和变形。具有长而平坦表面的零件特别容易收缩,因为热处理会引起纵向收缩。
尖角也可以产生变形,因为它们充当应力集中点。然而,通过正确的设计,这些问题是可以避免的。考虑在 3D 模型中添加圆形边缘而不是尖角,并尽量避免长平面。由于角被修圆,应力可以更均匀地分布。圆角也可以设计成 3D 模型,以减轻构建板和零件底面接触区域的翘曲。
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- 文件解析
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为了确保高质量的打印,重要的是要考虑细节水平并为您的零件选择正确的分辨率。当然,细节水平取决于所使用的 3D 打印技术和材料。但是,设计具有极高细节水平的模型可能会导致 3D 打印机根本无法打印对象。因此,请务必根据您的 3D 打印机的规格来设计细节。
总结
成功的打印始终始于正确设计的 3D 模型。设计师需要考虑的其他重要因素包括将使用的 3D 打印技术的材料和类型,基本设计规则在许多方面都由这些关键因素决定。最终,探索设计注意事项和要求将是确保成功打印过程的第一步。
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