我可以把管壁做成多薄?

3D打印 fdm 腹肌 创客机器人
2021-05-07 15:52:04

对于一个科学项目,我正在 3D 打印一些定制的管道和管子,以调节通过设备的气体流量(乙醇和水蒸气的组合)。它们需要非常小,因为整个实验都是在小规模上设计的。我也想尽可能使用一点灯丝。

在这些管道和管道坍塌或气体泄漏之前,我可以将它们的壁做得多薄?我知道这可能是一个工程问题,但我还需要考虑解决方案。理想情况下,管道的直径约为两厘米,在某些部分可能会大一点或小一点。我最有可能使用 ABS,但 PLA 是我的备用材料,以防气体和管道之间发生一些不可预见的反应。

我使用的打印机是 FDM 打印机,是 MakerBot Replicator 的一个版本。

4个回答

您的打印机可以打印的最薄壁取决于其喷嘴尺寸,并且会比该喷嘴尺寸厚一点。

处理薄的空心圆柱体时面临的一个巨大挑战是横截面的表面积非常小,而且很容易分层,尤其是在管子很长的情况下。

您可以尝试使用非常厚的挤压件打印管,并且仅使用单个周长。与两个更薄的周长相比,这将提供更好的气密性和层粘附性,但它可能对您的应用来说太脆弱了。在这种情况下,您需要打印额外的周长。坚持较厚的挤压宽度仍然是有益的。

在两厘米的直径上,如果你小心地处理它们,我会说单个周边有很好的工作机会。

最薄的将是单个轮廓,因此您可以做的最好的事情是略大于喷嘴尺寸。

我在制造细密气管方面看到的最大问题是:

  • 复杂的几何形状:在任何有悬垂的地方,您可能需要增加壁厚以确保密封重叠。桥接将需要额外的层以确保良好的层附着力,并且必须小心移除任何支撑物以免损坏表面。
  • 周边开始/结束:周边开始/结束的接缝不仅必须与下面的层密封,而且还必须与现在冷却的起点密封。如果所有层都从同一点开始(这会在视觉上产生垂直接缝),这可能会特别成问题,因为前一层没有平滑的周边,并且接缝中的任何缺陷都会混合在一起。

想法:

  • 尽可能在末端打印:如果您的层是完整的环,而不是在管道的两侧打印,您将获得更高质量的外周。
  • 如果您可以在最终打印时管理单个周长,请尝试使用“螺旋花瓶”设置,这将平滑地提高 z 位置并打印为螺旋而不是打印离散层。这消除了与密封周边开始/结束相关的任何问题。
  • 如果您使用多个周边进行打印,请以喷嘴尺寸的倍数增加壁厚,以确保周边密封在一起。使周边没有绑定在一起会增加泄漏的机会并降低刚度。
  • 管道是否必须始终具有相同的厚度?如果您轻轻改变厚度,您可能可以减少厚度以节省简单几何图形(直线部分)的材料。

垂直印刷薄圆筒时,

  • 打印速度慢,避免摇晃模型。
  • 没有炮弹,只有一个喷嘴厚,所以你不需要填充。填充可以轻松地震撼打印。
  • 以您能做到的最小层厚一次至少打印 2 个。这导致热端必须远离一个气缸才能到达下一个气缸。这使每个圆柱体层在下一层继续之前有一些额外的时间来冷却和硬化。我通常为气缸打印 0.1 或 0.05。
  • 您的切片机可能有一个设置,告诉它在层之间等待,以便塑料有更多时间冷却。我认为我的设置称为 ORBIT。

考虑使用丙酮蒸气浴进行跟进,以帮助密封打印件中的孔隙。

这很难给出一个明确的答案,但我有一些想法。

对于垂直壁,最小厚度取决于您的喷嘴尺寸,通常为 0.4 毫米。如果您能够完全垂直打印(管子竖立),您可以考虑使用没有顶部或底部的“花瓶模式”进行打印。这有助于简化 CAD 建模,因为您不必对中空内部和壁厚进行建模。

对于水平墙,理论上这可能是单层高度,大约 0.1 毫米,具体取决于打印机和设置。实际上,您可能需要 2 到 4 层才能获得“坚固”的东西。然而,由于打印机在桥接和悬垂方面的性能,这对空心管不太可能有好的结果。侧面铺设的细圆管不太可能成功打印。

对于水平方向的打印,我建议使用非圆形;具体形状取决于您的整体设计和目标。“泪珠”或“扁平泪珠”形状有助于在零件上形成水平孔。

此外,也许您可​​以设计一个带有空心通道的块,而不是单独的管道。这可以允许更厚的壁,使其更坚固,减少组装需求,允许极其复杂的布线和内部连接,甚至可以允许安装阀门或传感器等功能部件。

最后,我不希望 FDM 打印的部件是密封的。层之间以及层开始和停止的位置很可能会有一些小间隙。例如,我尝试制作一个冰模,但几乎所有的水在它冻结之前都渗了出来。

另一张海报推荐了丙酮蒸气浴,这应该有助于密封任何毛孔。这仅适用于 ABS。另一个想法可能是在管道的内表面涂上一种可以密封所有东西的树脂。