Guida alla progettazione per la stampa professionale 3D

C’è molto altro da progettare per la stampa 3D oltre alla semplice scelta del software CAD. Conoscere i fattori fondamentali che devono essere presenti in uno strumento di progettazione CAD per la stampa 3D.

Come parte del settore della produzione additiva, la stampa 3D estende le capacità dei tradizionali metodi di produzione “sottrattiva” attraverso la produzione di pezzi e assiemi complessi, integrati e unici. Per sfruttare queste funzionalità, il progettista del prodotto deve essere preparato a creare componenti e parti che massimizzino le funzionalità di stampa 3D senza sacrificare l’aspetto, le sensazioni e le misure di prestazione desiderati del prodotto finale. Per questo, il design per la stampa 3D è la base su cui vengono prodotti i componenti e i prodotti di qualità.

Quindi, quali sono gli elementi chiave che il designer deve prendere in considerazione quando si creano componenti e parti per la stampa 3D? Per esperienza, questi elementi trascendono il modello di progettazione vera e tengono materiale account di origine 3D utilizzato, le capacità della stampante 3D, la risoluzione di file di progettazione e software / firmware richieste per eseguire stampante 3D. La comprensione di questi elementi aiuterà il progettista a rinunciare a innumerevoli ore di frustrazione e, una volta che sarà stato padroneggiato, collocherà il designer nella corsia di sorpasso dell’autostrada di stampa 3D.

Materiale

Come molti professionisti della stampa 3D sanno, tutti i filamenti di stampa 3D non sono gli stessi. Sicuramente le due dimensioni standard del filamento sono 3,00 mm e 1,75 mm, ma questi diametri sono veramente accurati? La risposta breve è un clamoroso “No”. Pertanto, assicurarsi di utilizzare un calibro per misurare il diametro del filamento di plastica 3D prima dell’uso e inserire il diametro del filamento corretto nel software di laminazione utilizzato.

Inoltre, tieni presente che la qualità e la consistenza del filamento 3D varia a seconda del produttore. A volte, l’uso di filamenti più economici può causare problemi stradali che potrebbero essere facilmente evitati se si utilizza plastica di qualità. Un’altra caratteristica è il tipo di finitura che si verifica nella parte stampata. Ad esempio, alcuni filamenti di PLA di qualità possono avere una finitura lucida, mentre i filamenti di PLA più economici hanno una finitura superficiale da piana a secca. Le finiture di qualità inferiore si traducono direttamente in tempi più lunghi e costi di terminazione. Tieni presente che tutti i filamenti venduti da SYS3D sono stati accuratamente testati per garantire coerenza e lavorare con tutte le stampanti compatibili con RepRap.

Funzionalità della stampante

Come il filamento 3D, tutte le stampanti 3D non sono uguali. Le stampanti variano in termini di costi, dimensioni della costruzione, superficie calda, temperatura di stampa massima e costante, tipi di filamenti utilizzabili e precisione meccanica dei componenti. Spesso, le stampanti 3D più economiche sono più difficili da configurare e calibrare, il che può essere una sfida per i principianti. Inoltre, i componenti di qualità più elevata, come estremità calde, estrusori, cinghie, pulegge, viti / viti a ricircolo di sfere e motori produrranno stampe di qualità superiore. Un letto caldo viene spesso considerato come un accessorio minore, ma nessun altro componente ha un impatto altrettanto grande sulla qualità della stampa e della finitura come un letto caldo.

Risoluzione dei file e design delle dimensioni
Il file standard per la stampa 3D è un ‘.STL’. Un file .STL viene importato in un driver di stampa come Slic3R, che è responsabile della laminazione e dell’esportazione delle istruzioni come codice G per la stampante. Un file .STL è un file di superficie composto da numerosi poligoni che modellano la superficie di una parte 3D. Più poligoni ci sono nel file .STL, più dettagliata e precisa sarà la stampa finale. Esistono numerosi programmi CAD 3D che è possibile utilizzare per modellare, progettare e, infine, esportare file .STL. Tuttavia, come per i filamenti e le stampanti, non tutti i software CAD 3D sono uguali. Un buon software CAD 3D consente al progettista di esportare file binari (compressi) o ASCII .STL e consente inoltre al progettista di impostare la risoluzione del file. Più la risoluzione è fine, più i poligoni sono necessari, il che si traduce in modelli stampati migliori. Un metodo che può essere utilizzato per determinare la qualità del file .STL è stampare un cilindro. Se la parte curva dell’esterno evidenzia le sezioni segmentate, la risoluzione del file .STL è sospetta, il che si traduce in parti al di sotto dello standard. Infine, se possibile, ho mantenuto tutte le dimensioni dei file inferiori a 5 MB. Ciò garantirà che i risultati della segmentazione siano ottimizzati prima della stampa. quindi la risoluzione del file .STL è sospetta, il che si traduce in parti al di sotto dello standard. Infine, se possibile, ho mantenuto tutte le dimensioni dei file inferiori a 5 MB. Ciò garantirà che i risultati della segmentazione siano ottimizzati prima della stampa. quindi la risoluzione del file .STL è sospetta, il che si traduce in parti al di sotto dello standard. Infine, se possibile, ho mantenuto tutte le dimensioni dei file inferiori a 5 MB. Ciò garantirà che i risultati della segmentazione siano ottimizzati prima della stampa.

Software di progettazione

Come accennato in precedenza, non tutti i software CAD 3D sono uguali. Il vero problema con il software CAD 3D non è se è possibile progettare componenti e componenti precisi, ma se le possibilità di esportazione ci consentono di creare un file di qualità per la stampa 3D. In generale, esistono due categorie di software CAD 3D: software di progettazione meccanica / ingegneristica e software di modellazione. Il software di progettazione meccanica di solito esporta modelli STL chiusi o “impermeabili” che si stampano facilmente. Il software scolpito incorpora una superficie più libera ed è quindi più incline a modelli “leaky” .STL o segmenti aperti. Quindi, come fai a sapere se un file .STL è chiuso correttamente? Innanzitutto, se il file .STL è laminato o non riesce durante il processo di laminazione, allora c’è una buona probabilità che sia un modello con segmenti aperti o “perdite”. In secondo luogo, la maggior parte dei software di modellazione di qualità ha strumenti per verificare se ci sono “bordi aperti” nel modello. Un altro strumento comune che può essere utilizzato per riparare i bordi che perde èMeshmixer . Meshmixer è uno strumento utile per correggere i modelli, in particolare i modelli gratuiti che sono stati scaricati da fonti online .

Firmware della stampante 3D

Il firmware non è un problema serio come lo è stato in passato. Esistono molti tipi di firmware compatibili con RepRap e la maggior parte delle stampanti utilizza questi firmware. Con Repetier e Slic3r, tagliare e configurare è molto semplice, specialmente. Questo potente strumento consente il pieno controllo della stampante e, soprattutto, è scaricabile gratuitamente.

Linee guida per la progettazione di parti

Esistono diverse “migliori pratiche” che devono essere prese in considerazione durante la progettazione e la stampa di componenti e componenti di qualità. Uno riguarda i perimetri. Se si utilizza una percentuale di riempimento standard dal 30% al 50%, potrebbe essere preferibile aumentare la dimensione del perimetro solido. Ad esempio, alcuni materiali come il PLA probabilmente lasceranno vuoti o buchi nel perimetro superiore, specialmente se le dimensioni del perimetro sono basse. Aumentare il conteggio del perimetro per mitigare questi buchi e buchi.

Un’altra buona pratica si riferisce allo spessore delle pareti nel modello, specialmente se il modello ha un interno cavo. Fare attenzione a rendere le pareti sufficientemente spesse per l’integrità strutturale, indipendentemente dalle dimensioni del modello. Ciò è particolarmente importante se il componente del modello della parte viene spesso ridimensionato dopo la progettazione iniziale.

I supporti possono essere il tuo migliore amico se suoni una parte o una parte in un modo strano. Non dimenticare che in genere è preferibile stampare senza supporti, poiché la stampa con supporti richiede più post-produzione. Per stampare senza supporti, progetta il tuo pezzo o pezzo in modo che i supporti non siano necessari. Se si progetta un set completo, pensa a come è possibile segmentare l’assieme per creare pezzi stampabili in cui i supporti non sono necessari.

Altre considerazioni sulla progettazione per migliorare il successo nella stampa 3D includono l’uso di smussi e raccordi, gronde e orientamento del modello. La zattera o “zattera” può essere progettata nel modello solido 3D per migliorare l’adesione del letto e ridurre l’abbassamento. Queste funzionalità possono essere rimosse in seguito da un’ulteriore elaborazione della stampa. Se ci sono sporgenze nella progettazione del modello della parte, utilizzare smussi e raccordi per eliminare la deformazione. Una buona regola generale è il cantilever a 45 gradi, ma alcune stampanti possono funzionare altrettanto bene con i cantilever ad angoli più ripidi. Successivamente, ricorda di orientare il tuo modello in modo che tutte le caratteristiche del pezzo siano facilmente stampate.

Infine, tieni presente che tutti i componenti e le parti saranno assemblati in un prodotto finale. Con questo in mente, non dimenticare di consentire tolleranze tra i componenti e le parti nei raccordi e / o negli assiemi. Puoi leggere di più sui pezzi di pizzo qui .

C’è un’ultima cosa da considerare quando si progetta un componente o una parte. Uno deve sapere come verrà utilizzata quella parte o come sarà elaborata in seguito. Sarà necessario perforare il pezzo o la parte sarà sottoposta a forze estreme di stress, compressione o impulso? In tal caso, prendere in considerazione il materiale 3D e quanto le misurazioni della parte soggetta a variazioni di tensione in relazione al materiale utilizzato. È sempre consigliabile rinforzare le articolazioni, in particolare le giunture ad angolo retto.

conclusione
C’è molto di più nella stampa 3D che nella progettazione di componenti e parti e nella replica di quei modelli solidi 3D in assiemi utili. Quando si avvia un progetto, è necessario tenere conto del filamento 3D da utilizzare, dell’apparecchiatura di stampa 3D, della risoluzione finale del modello e dei limiti di ciascun software CAD 3D per la produzione di parti di qualità. Tenendo conto di questi elementi chiave, il progettista può massimizzare i propri sforzi, ottenendo prodotti finiti di alta qualità.