Projektowanie

Projektowanie części do druku FDM — zasady dla lepszych wydruków

Druk FDM buduje część warstwa po warstwie, a to ma konkretne skutki dla projektu. Kierunek warstw decyduje o wytrzymałości, nawisy wymagają podpór, a otwory i pasowania wychodzą inaczej niż na rysunku. Poniższe zasady pomagają uniknąć typowych poprawek jeszcze przed wysłaniem pliku.

Orientacja na stole i kierunek warstw

Wydruk FDM nie jest jednorodny. Warstwy łączą się ze sobą słabiej, niż wynosi wytrzymałość samego tworzywa, dlatego część najłatwiej pęka w poprzek warstw. Najlepiej znosi obciążenia, gdy siły działają wzdłuż nich. Zastanów się więc, w którą stronę będzie obciążony zaczep, hak, ucho lub wspornik, i tak go zaprojektuj, by nie był zginany w poprzek warstw.

Ułożenie na stole wpływa też na wygląd. Powierzchnie estetyczne warto kierować do góry lub ustawić pionowo, a nie opierać na podporach, które zostawiają ślad. Duże płaskie powierzchnie mogą się podwijać przy brzegach, szczególnie w materiałach o większym skurczu, jak ASA. Pomaga ich podział, zaokrąglenie narożników albo dodanie żeber. Jeśli zależy Ci na konkretnym ustawieniu, opisz je w uwagach technicznych do modelu.

Grubość ścianek i drobne elementy

Najcieńszy sensowny element zależy od wysokości warstwy, średnicy dyszy i materiału. Im grubsza warstwa i szersza ścieżka, tym grubszych ścianek wymaga stabilna część. Dlatego nie podajemy jednej minimalnej grubości. Zasada jest prosta: ścianka powinna składać się z kilku ścieżek obrysu, a nie z jednej cienkiej linii. Taka pojedyncza ścieżka wygląda dobrze w podglądzie, ale w użyciu jest krucha.

  • Cienkie i wysokie ścianki są giętkie niezależnie od wypełnienia. Pogrub je lub podeprzyj żebrem.
  • Smukłe kolumny i piny najłatwiej łamią się przy zginaniu w poprzek warstw. Dodaj podstawę, pogrubienie lub zaokrąglony przekrój.
  • Napisy i logo wypukłe są czytelniejsze od wklęsłych, jeśli są duże i mają pogrubiony krój bez ozdobników. Drobny tekst zlewa się z warstwami.
  • Detale mniejsze niż pozwala dysza i wysokość warstwy nie będą widoczne na wydruku, więc nie komplikuj nimi modelu.

Nawisy, mostki i podpory

Drukarka nie może układać materiału w powietrzu, więc łagodne skosy drukują się bez podpór, a poziome nawisy i otwory pod sufitem wymagają wsparcia. Krótkie mostki między dwiema ścianami zwykle się udają, długie mogą się zwisać. W Fabrix3D podpory są dodawane automatycznie i uwzględniane w czasie, zużyciu materiału oraz cenie, więc każdy zbędny nawis kosztuje.

Po usunięciu podpór na powierzchni zostaje ślad, a przestrzeń w ciasnych wnękach trudno oczyścić. Zamiast poziomego nawisu zaprojektuj fazę lub skos, który drukuje się samonośnie. Okrągłe otwory poziome możesz zamienić na kształt zbliżony do łzy. Gdy model ma wiele trudnych miejsc, podziel go na dwie części i połącz po wydruku, tak by każda leżała na stole płaską ścianą.

Otwory, pasowania i luzy

Otwory wychodzą w druku FDM nieco mniejsze niż w modelu, a wystające piny nieco większe. Dotyczy to zwłaszcza małych otworów i otworów poziomych, w których okrągły kształt jest przybliżany warstwami. Otwory pionowe są zwykle równiejsze od poziomych. Jeśli w otwór ma wejść śruba, oś lub wałek, zaprojektuj go z zapasem.

Dwie współpracujące części nie mogą mieć identycznych wymiarów nominalnych. Dodaj luz zależny od materiału, wielkości elementu i tego, czy ma się swobodnie obracać, czy trzymać na wcisk. Nie obiecujemy konkretnych tolerancji, bo zależą od geometrii i tworzywa. Najpewniej sprawdzisz pasowanie, zamawiając jedną sztukę, a dopiero po przymiarce większą liczbę. Opis kontroli znajdziesz w poradniku jak przygotować model do druku 3D.

Gwinty, wkręty i wkładki

Gwint modelowany w części drukuje się dobrze tylko wtedy, gdy jest duży, o zaokrąglonym profilu i bez ostrych krawędzi. Drobne gwinty metryczne wychodzą niedokładnie, a ostre dno gwintu koncentruje naprężenia. Gwint bywa poprawny przy rzadkim odkręcaniu, na przykład w pokrywie, ale nie przy częstym skręcaniu.

  • Wkręty do tworzyw wkręcane w otwór pilotowy to najprostsze rozwiązanie dla obudów i uchwytów. Otwór dobierz do wkrętu, a ścianę wokół niego wzmocnij.
  • Wkładki gwintowane osadzane na gorąco lub wciskane dają trwały gwint metalowy. Zaplanuj gniazdo i grubą ściankę wokół, aby wkładka nie rozsadziła części.
  • Nakrętki i wkładki metalowe są pewniejsze niż gwint wykonany w samym tworzywie, jeśli połączenie ma być często rozkręcane.
  • Kierunek warstw ma znaczenie: warstwy powinny być ułożone tak, by śruba nie rozwarstwiała ścianki, czyli możliwie wzdłuż osi obciążenia.

Zaokrąglenia, naroża i łączenie dużych części

Ostre wewnętrzne naroża koncentrują naprężenia i to właśnie tam wydruk zwykle pęka. Zaokrąglenie, nawet niewielkie, wyraźnie podnosi wytrzymałość, a przy okazji ogranicza podwijanie brzegów. Szczególnie dotyczy to miejsc, w których zaczep, ucho lub żebro łączy się ze ścianą. Pochylenia ścian znane z wtrysku nie są potrzebne, a podcięcia, na przykład rowki pod o-ringi, drukują się bez problemu.

Część większą od obszaru roboczego drukarki lub zawierającą wiele trudnych nawisów podziel na elementy i połącz po wydruku. Proste kołki ustalające, wpusty lub zamki ułatwiają złożenie i wyrównanie, a łączenie klejem zyskuje na dużej powierzchni styku. Linię podziału poprowadź tak, by nie osłabiała miejsca pod obciążeniem. Jeśli nie chcesz sam dzielić modelu, opisz ten zamiar w uwagach.

Dobór materiału i wypełnienia do funkcji

Materiał i wypełnienie dobieraj do funkcji, a nie odwrotnie. Dla modelu wizualnego zwykle wystarczy PLA, do części użytkowych częściej wybiera się PETG, a do sztywnych, mechanicznych elementów PA12 CF. Pełne porównanie znajdziesz na stronie materiałów.

Wypełnienie lekkie, standardowe i wzmocnione zmienia sztywność części razem z liczbą obrysów, ale nie naprawi błędu konstrukcyjnego, takiego jak ostry narożnik lub zbyt cienka ścianka. Różnice opisuje strona typy wypełnienia.

Co sprawdzić przed zamówieniem

  • Siły działają wzdłuż warstw, a nie w poprzek nich.
  • Powierzchnie widoczne nie leżą na podporach.
  • Ścianki i drobne elementy są wystarczająco grube dla dyszy i warstwy.
  • Nawisy zastąpiono fazami tam, gdzie to możliwe.
  • Otwory i połączenia mają luz, a krytyczne pasowanie sprawdzisz na jednej sztuce.
  • Wewnętrzne naroża są zaokrąglone.
  • Gwinty zastąpiono wkrętami lub wkładkami, jeśli połączenie będzie często rozkręcane.
  • Format pliku jest obsługiwany, a wymagania opisano w uwagach technicznych.

Gotowy model prześlij do wyceny online i sprawdź podgląd. Obsługiwane rozszerzenia opisuje strona formaty plików.

Masz zaprojektowaną część?

Prześlij model, wybierz materiał i wypełnienie, a system pokaże cenę, termin i informację o podporach.