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全攻略 | 如何优化「FFF 设计」?

全攻略 | 如何优化「FFF 设计」?

  • 分类:产业信息
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  • 发布时间:2020-10-21 09:33
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【概要描述】熔丝制造(FFF)作为普及最为广泛的3D打印技术之一——打破了常见的设计束缚,延伸了设计的灵活性和易用性。显然,为了确保较高成功率的3D打印输出,理解FFF设计并从最佳实践中汲取相关经验至关重要。 遵循FFF3D打印的最佳实践有助于确保打印的质量和成功率使用FFF3D打印的最佳时机为了能更直观地了解3D打印这种生产形式,我们会在这部分通过打破3D打印的一些利弊,并将其与其他形式的生产进行比较。-F

全攻略 | 如何优化「FFF 设计」?

【概要描述】熔丝制造(FFF)作为普及最为广泛的3D打印技术之一——打破了常见的设计束缚,延伸了设计的灵活性和易用性。显然,为了确保较高成功率的3D打印输出,理解FFF设计并从最佳实践中汲取相关经验至关重要。 遵循FFF3D打印的最佳实践有助于确保打印的质量和成功率使用FFF3D打印的最佳时机为了能更直观地了解3D打印这种生产形式,我们会在这部分通过打破3D打印的一些利弊,并将其与其他形式的生产进行比较。-F

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熔丝制造(FFF)作为普及最为广泛的3D打印技术之一——打破了常见的设计束缚,延伸了设计的灵活性和易用性。显然,为了确保较高成功率的3D打印输出,理解FFF设计并从最佳实践中汲取相关经验至关重要。

 

遵循FFF 3D打印的最佳实践有助于确保打印的质量和成功率

使用FFF3D打印的最佳时机

为了能更直观地了解3D打印这种生产形式,我们会在这部分通过打破3D打印的一些利弊,并将其与其他形式的生产进行比较。

 

- FFF 3D打印与数控机床加工(CNC-

计算机数字控制机床CNC)机器通过编码和编程指令自动创建工具或零件。

FFF 3D打印胜过数控机床加工的三个关键领域——适合低产量的快速周转时间、更简短的制造流程、更容易生产复杂的零件。

 

至于批量生产,相较于使用数控机床加工,FFF 3D打印技术可能需要更长的时间。因为一旦产品最终确定并生产出G-code,数控机床预计将以更快的速度生产零部件。然而,这也经常导致组织需要依靠数台3D打印机的支持,以备份长长的CNC作业队列,并同时创建零件。

此外,由于某些耗材无法满足高级应用要求,如PLA或ABS,所以数控机床可能是首选。

 

- FFF 3D打印与注射成型(Injection Molding-

在评估注塑成型时,FFF 3D打印技术脱颖而出,因为它在成本和知识方面的门槛都很低。

受到多项工艺参数和设计的限制,注射成型通常严格需要有实际操作经验的专业知识。与注塑成型不同,FFF 3D打印无需创建和维护模具,并允许快速和简单的设计修改注射成型的最大好处是快速生产大量零件,并提供一个表面光滑的最终产品。

 

FFF 设计应该注意哪些方面

在进行3D打印设计时,综合多方面进行考虑和调试有助于从创建的部件中获得最大价值——提高打印成功率、降低生产成本并加快产品开发周期。

在进行3D打印设计时,综合多方面进行考虑和调试有助于从创建的部件中获得最大价值——提高打印成功率、降低生产成本并加快产品开发周期。

 

01考虑权衡构建体积

想要打印的部件大小取决于3D打印机的构建体积。

Ultimaker S5的构建尺寸为330 x 240 x 300毫米——在保证高精确度的同时,如此的构建体积已经足够大,适用于约80%客户的应用需求。

若部件体积太大,建议采用模块化方式(拆解模型,分别进行打印后组合成体)。通过使用模块化设计,能实现同时在不同的机器上打印两个部件,也可以通过设计衔接部分,以便稍后的组合操作。

 

02打印时物件的摆放方向是关键

因为FFF是一层一层地进行打印,所以在打印过程的早期确定打印方向有助于促进设计选择、文本对齐和抓取特性。

 

力学性能是各向异性的,这意味着它们随着方向的不同而不同。如下图所示,如果拉伸测试的样品是平印的,它将在拉伸方向上更强。

 

部件的承受能力取决于不同的建层和受力方向

打印的方向直接影响悬垂的位置—— 和模型是否需要支持。这可能会影响全部的打印时间、去除支撑材料所需的后处理时间以及某些表面的光洁度。

 

03评估悬垂支撑需求

FFF打印部件的自支撑度最高可达45度,这与其他3D打印技术不同——后者则需要全方位覆盖支撑材料。45度以下的悬垂应该在下方使用支撑材料。

 

04遵循桥接支撑指南

最基本的耗材规则之一就是——桥接之间有10mm的间隔时,无需使用支撑。

但值得一提的是,在主动冷却和其他优化设置的帮助下,我们可以实现在Ultimaker 3D打印机上用Tough PLA耗材打印间隔达25mm的部件

 

05正确选择喷嘴尺寸

在设计体积较小的部件时,需要考虑到层高、壁厚和喷嘴尺寸。最小高度应在0.06毫米以上,最小壁厚应为0.5毫米。

Ultimaker 3D打印机使用的最小喷嘴直径为0.25毫米。如果你使用较大的喷嘴,比如0.4毫米或0.8毫米,你的打印速度会快得多,但层高和厚度也会增加。

 

06设计时孔的直径大小不容忽视

最小孔尺寸取决于材料和设置,是指不需要填充材料即可打印的最小孔径。

根据经验,3D打印的孔径不应该小于2毫米。如果需要精确的孔,建议将孔设计得比预期的小,并采用钻孔操作进行后期处理。 当两个或多个组件一起打印时,需要保持0.6毫米的间隔,确保之后可移除。

 

07尽量避免出现尖角设计

虽然可以在CAD建模软件中设计尖角,但打印可能会造成变形。增加与底层接触的表面面积将减少翘曲的可能性。

 

08如何减少象脚(Elephant Foot)现象

“象脚现象”(Elephant Foot——当打印时没有设置Raft,第一层可能会比其余部分稍大。

虽然很少被注意到,但它降低了功能原型的容忍度。通过在打印的底部边缘添加一个小的45度倒角(过渡边),可以适当减少象脚的出现。

 

延伸阅读:3D打印应用】使用Ultimaker Cura提高3D打印成功率

 

源文摘自:Ultimaker

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