我正在设计一个安装在我的自行车上的圆柱形扬声器。它将安装在水壶架上。我已经用各种填充设置(使用 PLA)打印了几次迭代,弱点始终是将整个安装座固定在自行车上的螺栓。他们无法处理正确保护它所需的压缩。我曾想过使用嵌入式金属部件来分配负载,但它不容易复制,我想让设计公开,并让其他人可以使用相同的扬声器。我目前有 PETG 和 ABS,其中一种性能更好还是应该订购特殊的高强度聚合物?
最好的压缩材料?
填充对打印部件的强度影响很小,因此无论您使用的填充百分比是多少,我都希望部件在同一位置断裂。
PLA 在这种精确的应用中特别差,随着时间的推移,它在机械压缩下会经历显着的蠕变/冷流,因此即使通过更改设置(您可以)获得必要的强度,它也需要您定期更多地拧紧螺栓更多,因为 PLA 会在安装压力下缓慢变形。
周长宽度和周长数量主要影响打印对象的强度,相比之下,填充对强度的影响很小,除非您使用像 gyroid 这样的奇特图案,否则它所产生的影响甚至不接近于各向同性(将在某些方向上增加力量,而在其他方向上什么都不做)。但即便如此,只有当我们谈论均匀分布在整个物体上的力时,填充才真正有影响,而不是部件特定点的集中强度。而且这种效果总是比周长或宽度要弱得多。
只需将您的周长提高到 4或更多,这应该会产生巨大的差异。
而且,不要使用PLA。 我认为在这种情况下 PETG 是更好的选择。 它更具延展性,只是比 PLA 刚性稍低,使其整体比 PLA 更耐用,并且在压缩力下更不容易开裂。PLA 理论上具有更高的拉伸强度,但这通常意义不大。
我不推荐 ABS,它往往有类似的脆性问题,是可以 3D 打印的较弱的材料之一。
订购特殊的高强度聚合物的条款......除非打印机和热端的额定温度超过 400°C,否则不存在这种“高强度聚合物”,至少不是您可以打印的。PLA 和 PETG 接近你能得到的最好的,聚碳酸酯稍微领先,但不是很大(~20%)。不管长丝公司希望你相信什么,碳纤维减少了PLA、ABS、PETG、PC 和可能的尼龙的强度,而只是使这些聚合物更坚硬并增加尺寸稳定性。通过添加足够短的用于长丝制造过程的纤维,实际上可以使长丝变得更坚固的唯一长丝是含有玻璃纤维的长丝。但是你不想打印那些细丝,相信我。即使是由钢制成的,它们也会使您的滚齿齿轮上的齿变钝,并且会很快毁坏除红宝石喷嘴之外的所有喷嘴。即便如此,他们仍然会磨损红宝石喷嘴。
有一些奇特的聚合物,但它们都不能在低于 ~350°C 的温度下打印,而且通常非常昂贵。所有可以在正常印刷温度下使用的聚合物至少在拉伸强度方面都非常相似。
对于您的特定应用,只要设计正确,您应该能够使用 PLA 获得一些可以接受的强大功能 - 模型本身和切片方式(方向、墙壁数量等)。metacollin 的回答非常彻底地涵盖了这一点。使用 PETG 可能是一种改进,如果您愿意花时间学习如何正确打印它(如果做错了,它会非常脆弱)。
但是,正如在评论中建议的那样,我会尝试使用 TPU。当打印有许多墙壁或高填充率时,TPU 可能相当坚硬,除非你在它已经很紧后继续使用,否则你不可能用螺栓损坏它。这是一种相对容易使用的材料,几乎所有可以打印 PLA 的打印机都可以打印 TPU(尽管您可能不得不放慢速度),因此它满足您使用相同扬声器的其他人可以访问的要求。
(给自己和其他人注意:将扭矩扳手穿过 TPU 实心砖连接到带有金属垫圈的螺栓上,看看它在失效前能承受多少,以及失效时如何失效,这将是一个巧妙的实验。 )
安装时尝试加热 PLA。PLA 会暂时变弱并变得有点可塑。根据我的经验,PETG 比 PLA 更脆,所以我会说坚持 PLA。否则,您可以尝试使用 Arnitel ECO。如果您愿意,我可以尝试为您找到亚马逊购买链接。无论如何,它更像橡胶并保持柔韧性,它永远不会破裂,但根据您的设计,它可能会变得更加不稳定。如果您分享您的设计图片或 STL,我可能会更好地帮助您。