Poradnik

Jak przygotować model do druku 3D?

Druk 3D to niezwykle wszechstronna technologia, która umożliwia tworzenie skomplikowanych geometrii i struktur, często niemożliwych do uzyskania tradycyjnymi metodami wytwarzania. Jednak, jak każda technologia, ma swoje ograniczenia. Aby osiągnąć zamierzone efekty, projektanci muszą wziąć pod uwagę szereg czynników, które wpływają na jakość i trwałość wydruków. Poniżej omawiamy kluczowe aspekty, które należy uwzględnić podczas przygotowywania modeli do druku 3D.

1. Grubość ścianek

Grubość ścianek to jeden z najważniejszych parametrów wpływających na wytrzymałość i jakość wydruku. Każda technologia druku 3D ma swoje minimalne wymagania dotyczące grubości ścianek, które należy respektować, aby uniknąć niepowodzeń w procesie drukowania.

Ścianki można podzielić na:

Ścianki podparte – połączone z co najmniej dwoma innymi ścianami modelu.
Ścianki niepodparte – połączone z modelem tylko jedną krawędzią.

Minimalne grubości ścianek dla popularnych technologii druku 3D:

FDM: 0,8 mm (zarówno dla ścian podpartych, jak i niepodpartych).
SLA: 0,5 mm (podparte), 1 mm (niepodparte).
MJF: 0,7 mm (tylko ściany podparte).
DMLS: 0,4 mm (podparte), 0,5 mm (niepodparte).

2. Otwory

Projektując modele z otworami wewnętrznymi, należy pamiętać o minimalnych średnicach, które zapewnią odpowiednią jakość wydruku. Otwory są szczególnie istotne w przypadku elementów wymagających wewnętrznych kanałów, np. do chłodzenia.

Minimalne średnice otworów:

FDM: 2 mm.
SLA: 0,5 mm.
MJF: 1,5 mm.
DMLS: 1,5 mm.

3. Mosty

Mosty to elementy, które łączą dwie części modelu bez bezpośredniego podparcia. W zależności od technologii, ich długość może wymagać dodatkowych struktur wsporczych.

FDM: Mosty do 10 mm mogą być drukowane bez podpór. Dłuższe mosty wymagają wsparcia zgodnie z zasadą YHT.
SLA i MJF: Większość mostów wymaga podpór, aby uniknąć deformacji.
DMLS: Mosty powyżej 2 mm wymagają podpór.

Zasada YHT:

Y: Elementy w kształcie litery Y mogą być drukowane bez podpór, o ile kąt między ramionami jest odpowiedni.
H: Elementy w kształcie litery H zawsze wymagają podpór.
T: Elementy przypominające literę T również wymagają wsparcia.

4. Wklęsłości i przetłoczenia

Wklęsłości i wypukłości są często stosowane w projektach 3D, zarówno ze względów funkcjonalnych, jak i estetycznych. Minimalne wymiary tych elementów różnią się w zależności od technologii:

FDM: 0,6 mm szerokości, 2 mm wysokości.
SLA: 0,4 mm szerokości, 0,4 mm wysokości.
MJF: 1 mm szerokości, 1 mm wysokości.
DMLS: 0,1 mm szerokości, 0,1 mm wysokości.

5. Ruchome części

Niektóre technologie druku 3D umożliwiają tworzenie ruchomych części, np. zawiasów czy mechanizmów. Aby uniknąć sklejania się elementów, należy zachować odpowiednie odstępy:

FDM: 0,5 mm.
SLA: 0,5 mm.
MJF: 0,3 mm.
DMLS: Tworzenie ruchomych części nie jest zalecane.

6. Trzpienie i części wystające

Cylindryczne elementy wystające, takie jak piny, muszą mieć odpowiednią średnicę, aby uniknąć deformacji lub złamania:

FDM: 3 mm.
SLA: 0,5 mm.
MJF: 0,8 mm.
DMLS: 1 mm.

7. Szczeliny do usuwania niezestalonego materiału

W technologiach takich jak SLA, MJF czy DMLS, konieczne jest uwzględnienie otworów, przez które można usunąć niezestalony materiał. Minimalne rozmiary otworów:

SLA: 4 mm.
MJF: 5 mm.
DMLS: 5 mm.
FDM: Nie wymaga otworów.

8. Podpory

Podpory są niezbędne w większości technologii druku 3D, aby zapobiec zapadaniu się elementów podczas drukowania. Każda technologia ma swoje specyficzne wymagania:

FDM: Podpory są potrzebne dla powierzchni o kącie większym niż 45°.
SLA: Wymagane są cienkie, rozgałęzione podpory.
DMLS: Podpory są konieczne i wymagają obróbki po drukowaniu.
MJF: Podpory są zwykle zbędne, ponieważ rolę podpór pełni niewypalony proszek.

9. Tolerancja wymiarowa

Tolerancja wymiarowa zależy od technologii druku 3D i wpływa na precyzję wykonania:

FDM: ± 0,5 %.
SLA: ± 0,5 %.
MJF: ± 0,3 %.
DMLS: ± 0,1 mm.

Podsumowanie

Przygotowanie modelu do druku 3D wymaga uwzględnienia wielu czynników, takich jak grubość ścianek, otwory, mosty, wklęsłości, ruchome części i podpory. Każda technologia ma swoje specyficzne wymagania, które należy wziąć pod uwagę, aby osiągnąć optymalne rezultaty. Dzięki odpowiedniemu projektowaniu można uniknąć typowych problemów, takich jak deformacje, pęknięcia czy nieprawidłowe wydruki, co przekłada się na wyższą jakość i trwałość gotowych elementów.