Зашто се мој 3Д штампани део искривљује?

Шта је искривљење у 3Д штампању?

Искривљење се дешава када се штампани део деформише у односу на предвиђену ЦАД геометрију услед неуједначених унутрашњих напона који се развијају током загревања, хлађења или очвршћавања.

Физика иза проблема (на обичном енглеском)

Материјали се шире када се загревају и скупљају када се охладе. У 3Д штампању, различити делови дела се хладе различитим брзинама, стварајући температурне градијенте. Ови градијенти стварају заостале напоне који извлаче део из облика. Материјали са већим степеном скупљања или лошим управљањем топлотом су посебно рањиви. Ови основни узроци изобличења 3Д штампања појављују се у СЛС, СЛМ и другим процесима адитива.

Искривљење наспрам дисторзије у односу на скупљање Која је разлика?

Тимови често мешају ове термине, што отежава комуникацију са добављачима:

Скупљање: Предвидљиво смањење укупне величине.

Савијање: Неравномерно савијање или кривљење, обично на ивицама и равним површинама.

Дисторзија: Свако шире геометријско одступање, укључујући увијање или померање карактеристика.

Јасна терминологија помаже при решавању проблема како да поправите искривљење металних 3Д штампаних или СЛС делова.

Колико озбиљно може бити? (Прави бројеви)

Озбиљност искривљења варира у великој мери. Ево практичног мерила заснованог на стварним подацима о производњи:

Табела 1: Типични опсег савијања/скупљања према процесу и материјалу

Напомена: Опсези засновани на ЕОС-у и индустријским подацима. Стварни резултати у великој мери зависе од геометрије, параметара и накнадне{1}}обраде.

Искривљење у најлонском 3Д штампању

Најлон (ПА12 и ПА11) је најбољи-материјал за функционалне делове, али је и даље један од полимера-који је највише склон савијању.

Зашто је најлон (ПА12 / ПА11) подложан влази и топлотном стресу

Многи инжењери претпостављају да су СЛС најлонски делови имуни на савијање јер околни прах пружа подршку. У стварности, најлонска јака апсорпција влаге и кристална структура узрокују велике помаке у димензијама. У нашем производном искуству, делови штампани са високим садржајем рециклираног праха могу да виде повећање савијања за 30-50% због недоследног понашања скупљања. Ово чини стратегије савијања од најлона ПА12 од суштинског значаја.

Специфични сценарији где најлонски делови отказују геометрија

Велико савијање СЛС најлонског кућишта, структуре са танким-зидовима и асиметрични дизајн често не испуњавају захтеве за равност. Видели смо да клијенти из ваздухопловства и аутомобилске индустрије добијају иначе јаке делове који не би могли да испуне толеранције монтаже у функционалним футролама за савијање прототипа.

Доказани поправци за искривљење најлона

Дизајн: Користите уједначену дебљину зида (избегавајте велике равне површине), додајте ребра за ојачање и уградите симетрију.

Процес: Одржавајте оптималне стопе освежавања праха (обично<50% aged powder) and controlled cooling.

Накнадна{0}}обрада: жарење са прилагођеним елементима за ублажавање стреса.

Оспособљени сервис за најлон 3Д штампање или фабрика за најлон 3Д штампање треба да означи ове ризике током ДФМ прегледа и предложи прилагођавања пре изградње.

Искривљење у ТПУ-у и штампање флексибилног материјала Друга врста проблема

Флексибилни материјали представљају јединствене изазове деформације.

Зашто се флексибилни материјали понашају другачије под топлотом

ТПУ има низак модул еластичности, што га чини отпорним на пуцање, али склоном изобличењу флексибилних делова ТПУ-а услед еластичног пузања или трајног стврдњавања под дуготрајном топлотом или оптерећењем.

Уобичајени режими квара у ТПУ СЛС деловима

Заптивке, флексибилне шарке и пригушивачи вибрација су уобичајене жртве. ДокТПУ СЛС штампарска услугаделови обично задржавају тврдоћу по Шору, могу изгубити критичне димензије ако се хлађење или услови складиштења не контролишу строго. Ово се директно односи на то како спречити савијање у СЛС штампању.

Како добити димензионално стабилне ТПУ делове

Примените одговарајуће стратегије подршке, користите контролисане расхладне уређаје и складиштите делове у сувим, температурно{0}}стабилним условима. Пракса складиштења након штампања може утицати на коначну геометрију скоро исто колико и на саму конструкцију.

Табела 2: ТПУ у односу на најлон СЛС - Поређење ризика од изобличења

Искривљење у металном 3Д штампању Најтежи проблем за решавање

Метални делови често представљају најтеже изазове савијања.

Зашто се метални делови искривљују више од пластике (и наука иза тога)

Метали поседују знатно већу топлотну проводљивост и коефицијенте топлотног ширења (ЦТЕ) од полимера. Брзи циклуси{1}}хлађења у процесима услуге Метал 3Д штампање стварају екстремне температурне градијенте и значајна заостала напрезања, што доводи до деформације металног 3Д штампања.

Који метали су највише угрожени?

Табела 3: Ризик од искривљења према металном материјалу (ДМЛС/СЛМ)

Подаци синтетизовани из белешки о апликацији Цонцепт Ласер/ЕОС.

Структуре подршке

Ослонци помажу у сидрењу делова и управљању топлотом, али могу да уведу нова напрезања током уклањања. Паметан дизајн уМетална 3Д штампарска услугаминимизира запремину подршке уз одржавање стабилности.

Топлотни третман и ослобађање од стреса

Често су потребни жарење{0}}за ублажавање напрезања и вруће изостатичко пресовање (ХИП). Ваздухопловство (АС9100) и медицински (ИСО 13485) пројекти имају посебно строге критеријуме прихватања које поуздана фабрика делова за 3Д штампање по мери мора доследно да испуњава.

Како паметна геометрија спречава искривљење пре почетка штампања

Правила за дебљину зида која заиста функционишу

Циљана уједначена дебљина прилагођена материјалу. Превише танак (<0.8–1.0 mm for nylon) promotes warping; excessively thick sections can cause internal cracking or sink marks.

Оријентација изградње је важнија него што већина људи мисли

Да ли је ваш добављач разговарао са вама о оријентацији изградње? Поравнавање критичних површина под угловима од 45 степени и оптимизација за правац оптерећења може смањити савијање за 40-60% у многим случајевима.

Додавање ребара, филета и симетрије - Практични ДФМ савети

Ове једноставне модификације ефикасно расподељују стрес. Већина проблема са савијањем може се спречити рано када радите са фабриком делова за 3Д штампање која пружа детаљне ДФМ прегледе.

Обрадите{0}}бочне поправке

Контрола температуре и брзине хлађења у згради

Уједначена температура коморе и постепено хлађење су критични. Буџетској опреми често недостаје прецизност која је потребна за доследне резултате.

Квалитет праха и брзина освежавања (специфично за СЛС{0})

Високи односи одлежаног праха уУслуга 3Д штампања најлономи ТПУ СЛС штампарске услуге повећавају варијабилност скупљања. Препоручујемо да држите однос свежег праха изнад 50% за делове са уском-толеранцијом.

Пост{0}}Обрада која поправља (или узрокује) искривљење

Правилно жарење са учвршћењима помаже у ослобађању напрезања. Неправилна ЦНЦ обрада, међутим, може довести до нових изобличења. Искусни тимови произвођача металних 3Д штампача пажљиво прате ове кораке.

Контактирајте сада

Искривљење 3Д штампања је ретко насумично - оно произилази из интеракције својстава материјала, дизајнерских одлука, параметара процеса и стручности добављача. Добра вест је да се већина проблема изобличења у потпуности може спречити када се реши рано у развојном циклусу.

Спремни да елиминишете проблеме са савијањем? Пошаљите своје датотеке данас за бесплатни ДФМ преглед и детаљну понуду. Наш тим се специјализовао за испоруку стабилних, високо-квалитетних фабричких решења за делове за 3Д штампање по мери од најлона, ТПУ-а и метала.

Референце

Вохлерс извештај 2023: Глобално тржиште адитивне производње и подаци о материјалима

МаркетсандМаркетс 2024: Прогноза тржишта СЛС и метала АМ

АСТМ Ф3049 / ИСО/АСТМ 52900: Стандарди за карактеризацију АМ материјала

ЕОС ГмбХ Техничке беле књиге: СЛС ПА12 / ТПУ подаци о скупљању

Концепт Ласер / ЕОС Напомене о примени: ДМЛС упутства за заостало напрезање и топлотну обраду