由于我正在运行一所工程学校的 3D 打印设施,学生们总是想知道有多少填充百分比会影响零件的刚度。我知道这个问题不可能得到数值解,但也许有一个选项可以在软件中模拟一个已经切片的模型。我还没有在任何切片器中看到导出为 .stl 或 .step 或任何其他模拟软件可以接受的格式的选项。有没有人见过或想过类似的事情?
选择填充百分比
我不相信切片引擎会创建任何对 CAD 模拟有用的实体模型。当切片引擎对 3D 模型进行切片时,其目标是在 G 代码(某种类型)中输出首选机器路径。但是,我已经阅读了一些文章,做了一些测试,并通过葡萄藤听说 10%-35% 之间的任何地方对于大多数应用程序来说都足够了。我曾经看过一个网络研讨会,以了解新的 MakerWare 界面,其中解释了他们如何选择此类设置。虽然我无法直接找到剪辑,但这里是 MakerBot 的所有网络研讨会的页面。我认为这个网络研讨会是我观看的那个,解释了一些关于首选填充百分比的信息。
根据经验,任何超过 35% 的东西都不会从填充物方面产生更多的力量。超过 35%,您将需要重新考虑打印时如何定向打印以及打印内容以利用纹理结构以获得适当的强度。
然而,填充百分比/模式并不是创建坚固部件的唯一变量。填充实际上只是一种节省时间和材料的方法。以下是一些可能增加力量的其他方法:
- 增加你的壳。壳是每层的轮廓图案数。通常(在 FDM/FFF 中),每个外壳大约是挤出机喷嘴的直径。
- 增加你的地板/屋顶。与外壳类似,地板/屋顶是指构成部件“底部”和“顶部”相对于构建板的层数。
- 打印方向。注意零件的哪些区域容易沿层的“纹理”受到应变。尝试在构建板上旋转零件,以最大限度地减少打印和打印后使用中的潜在故障。
- 后期过程。不要害怕做一些后处理来增加强度。市场上有一些 3D 打印机甚至在打印过程中加入 Kevlar 线以增强打印效果。但是,它可能就像使用一些基本的精加工技术将零件涂在环氧树脂中一样简单。这需要更多的工作,但它可以将薄弱的 3D 打印部件变成完全生产质量的打印件。
更新: 根据一些评论,听起来您最好的选择可能是找到一个自定义应用程序,该应用程序可以将 g 代码文件转换为实体模型(尝试 CAM 软件?),或者为您的 CAD 软件创建插件(我知道 Unigraphics NX 和 Solidworks 允许这样做)并基本上重新创建您自己的切片引擎,该引擎采用您的实体模型并在内部动态生成相同的填充图案。
也许看看Simlab或类似的作品,它有很多 3D 软件插件。我不宣传他们,也不为他们工作,这只是要寻找什么的参考。
由于我还不能对这个问题发表评论,我想除了已经提供的有用的见解之外,我还可以提供一个答案。
如果一般的问题是关于填充百分比,而常见的后续问题是关于零件刚度,那么应该说明选择填充百分比不仅仅是零件刚度。
出于教育目的,打印拉伸杆将是一件很棒的事情。条形不仅应在填充百分比方面有所不同,而且在各种填充模式方面也应有所不同。例如,根据所施加的应力和载荷的类型,不同的图案在较低的填充率下可能会更强。
此外,填充率应与底部、顶部和侧壁的厚度相关。当涉及到收缩、翘曲和延迟时,这对于 ABS 尤为重要。为了使零件尽可能坚固,在零件冷却时,它必须均匀收缩。这是机械师为注塑和铸造创建模具的众所周知的因素。否则,您可能会意外出现额外的弱点。
最后,如果创建拉伸杆,请确保考虑沿每个轴经历的收缩,对于每个单独的示例。我还建议将每个切开,并尝试将其中的一些分开(以非常粗略的方式)。这可能会在设计零件时激发大量思考,然后再打印。
Anton,我解析了 G 代码并构建了一个有限元模型和一个热瞬态事件来模拟零件的打印,然后进行结构模拟以确定最终零件的变形和应力状态。然后可以使用外部负载进一步分析该部件以确定机械特性。我使用 ANSYS 软件和单元生死功能来激活每个热瞬态步骤的少量材料。结构模拟是静态的,但也与热瞬变同时进行。
我能想到一个办法。但它可能需要一些软件才能完成所有工作。
首先获取CAD文件。导入到magics(Materialise专有软件)有一个结构功能,您可以构建您自定义的内部结构。所以添加桁架等。导出stl。(有一种软件允许直接 stl 到步进转换,我认为它称为 Instep)或者我认为您可以降低网格密度并使用 FreeCAD 将其转换回步进并运行您的分析。
看到有关该部分的报告会很有趣。也没有模拟 3d 打印部件的好方法。也许最接近的是复合材料。