Filamentit · käyttö · kompromissit

Materiaali ennen väriä

Valitse polymeeri sen mukaan, mitä osan on kestettävä: lämpö, pitkäaikainen kuormitus, iskut, auringonvalo, kosteus. Vasta sitten valitse rulla, joka näyttää hyvältä hyllyllä.

Johdanto

Jokainen filamentti on kompromissien kokonaisuus. Jäykät materiaalit ovat yleensä hauraita, sitkeät taipuvat, ja helposti tulostuvat pehmenevät usein lämpimässä huoneessa. Kun nimeät käyttötarkoituksen, lyhyt lista muodostuu itsestään.

Lämpö
Korkein käyttölämpötila?
Kuorma
Lyhytaikainen, toistuva vai pysyvä?
Iskut
Pudotetaanko tai iskeytyykö se?
Altistus
Auringonvalo, öljyt, vesi, liuottimet?

Nimeä käyttötarkoitus ensin

“Mikä on vahvin filamentti?” ei anna hyödyllistä vastausta, koska lujuus on monenlaista. Hyllykannake tarvitsee jäykkyyttä ja kykyä kestää virumista. Droonin varsi tarvitsee sitkeyttä, jotta se taipuu eikä murru. Auton puhelinteline tarvitsee lämmönkestoa. Puutarhaletkun liitin tarvitsee UV- ja vedenkestoa. Kirjoita käyttötarkoitus lauseena, esimerkiksi “kestää pysyvästi 1.5 kg huoneenlämmössä”, ja vertaa materiaaleja siihen.

Materiaalimatriisi: tyypilliset taipumukset. Arvot vaihtelevat merkeittäin, joten tarkista tekninen tietolehti.
MateriaaliJäykkyysSitkeysVirumiskestävyysLikimääräinen pehmeneminenKosteusherkkyysUV / ulkokäyttöTulostushuomiot
PLAKorkeaMatalaHeikko~55–60 °CMatala–kohtalainenRajallinenHelpoin; ihanteellinen sovitustesteihin ja apuvälineisiin
PETGKeskitasoKeskitasoa–korkeaKohtalainen~75–80 °CKohtalainenKohtalainenLankamaisuutta; hyvä kerrosten tarttuvuus
ABSKeskitasoKeskitasoHyvä~95–105 °CMatala–kohtalainenHeikkoVääntyy; vaatii suojakotelon ja tuuletuksen
ASAKeskitasoKeskitasoHyvä~95–100 °CMatala–kohtalainenHyväKuten ABS, mutta parempi UV-kestävyys
TPU 95AHyvin matalaHyvin korkea—VaihteleeKorkeaKohtalainenHidas; suositaan suoraa syöttöä
Nylon (PA6/PA12)KeskitasoKorkeaHyväVaihtelee suurestiHyvin korkeaKohtalainenKuivattava ennen käyttöä; erinomainen kulumiskestävyys
PolykarbonaattiKorkeaKorkeaHyvä~110 °C+KorkeaKohtalainenVaatii kuuman suuttimen ja suojakotelon
Hiilikuituiset seoksetKorkeampiMatalampiParempiRiippuu pohjamateriaalistaRiippuu pohjamateriaalistaRiippuu pohjamateriaalistaHankaava; käytä kovetettua suutinta

Jäykkyys, virumtry ja lämpö

PLA yllättää monet: se on jäykkä ja tuntuu kädessä lujalta, mikä tekee siitä hyvän materiaalin kiinnittimiin ja sovitustesteihin. Sen heikkous on virumisessa, eli hitaassa muodonmuutoksessa jatkuvan kuorman alla. Virumisnopeus kiihtyy lämpötilan noustessa kohti lasisiirtymälämpötilaa. PLA-koukku voi läpäistä nopean vetotestin ja silti painua huomattavasti viikkojen kuluessa. PETG on vähemmän jäykkä, mutta viruu vähemmän ja kestää lämpimämpiä huoneita. ASA ja ABS kestävät lämpöä paremmin, ja ASA kestää lisäksi auringonvaloa paremmin, minkä vuoksi se on yleinen ulkokiinnityksissä.

Pehmeästi valaistu renderöinti samanlaisista tulostetuista testikoukuista eri filamenteista, jotka roikkuvat rinnakkain pienten painojen kanssa tasaisella vaaleella taustalla

Sama geometria4 seinämää · 25 % gyroid2 kg · 14 päivää

Samanlaiset koukut, samat asetukset, eri materiaalit: halvin vertailutesti työpajassa.

Kerrostarttuvuus on osa materiaalia

Datalehden lujuusarvo kertoo vähän, jos osa pettää kerrosten välistä. Tulostetut osat ovat anisotrooppisia: lujuus pursotettujen linjojen suuntaan voi olla huomattavasti suurempi kuin lujuus kerrosten yli. Materiaalit ja asetukset, jotka sitovat kerroksia hyvin, kuten PETG sopivassa lämpötilassa, ABS ja ASA suojakotelossa tai osan jäähdytyksen vähentäminen rakenteellisille seinille, kaventavat tätä eroa. Suunta on silti tärkeämpi kuin mikään materiaalinvaihto, minkä vuoksi mekanismioppaa aloitetaan tulostussuunnasta.

Kosteus muuttaa ostamaasi materiaalia

Nylon, TPU ja polykarbonaatti imevät vettä ilmasta, ja PETG tekee sen hitaammin. Kostea filamentti sihisee ja räiskyy suuttimessa, tuottaa kuplia ja karheita pintoja, tulostaa heikompia kerroksia ja muuttaa mittoja. Kuivaa se valmistajan lämpötilaohjeen mukaan filamentin kuivaimella ja säilytä tiiviisti suljettuna kuivausaineen kanssa. Jos aiemmin luotettava profiili yhtäkkiä lankaantuu ja heikkenee, epäile kosteutta ennen asetusten muuttamista.

Lue datalehti huolellisesti. Valmistajat testaavat usein ruiskuvalettuja tai optimaalisesti tulostettuja koekappaleita standardeilla, kuten ISO 527 tai ASTM D638. Nämä luvut ovat hyödyllisiä materiaalien vertailussa, mutta ne eivät ennusta tietyn osan, sen tulostussuunnan tai tulostimen suorituskykyä.

Testikoukut, ei pelkät luvut

Hyödyllisin vertailu on se, jonka itse tulostat. Mallinna yksinkertainen koukku tai ulokepalkki, tulosta se jokaisesta ehdokasmateriaalista samoilla seinämillä, täytteellä ja suunnalla, ja ripusta siihen tunnettu paino. Mittaa taipuma mittatikuilla alussa, yhden päivän jälkeen ja kahden viikon jälkeen. Merkitse, missä ja miten kukin murtuu. Kahdessa viikossa saa virumis-, jäykkyys- ja vikaantumistietoja juuri omiin olosuhteisiin.

  1. Määrittele: kirjoita käyttötarkoitusta kuvaava lause ja hyväksymistesti.
  2. Karsi: valitse kaksi tai kolme ehdokasta matriisista.
  3. Kuivaa: käsittele jokainen rulla samalla tavalla ennen testausta.
  4. Tulosta: sama geometria, seinämät, täyte ja suunta.
  5. Kuormita ja mittaa: kirjaa taipuma päivinä 0, 1 ja 14.
  6. Päätä: valitse mitattujen tulosten perusteella ja valitse vasta sitten väri.
“Rullan etiketti kertoo, mitä materiaali pystyy tekemään laboratoriossa. Työpöydällä oleva koukku kertoo, mitä se tekee varastossa.”Työpajan huomautus

Kun materiaali käyttäytyy odottamattomasti, vianmääritysopas auttaa erottamaan materiaalivirheet koneen ja suunnitteluvirheistä.