Orientace 3d tisku: co je třeba vzít v úvahu pro optimální výsledky.

Rozhodnutí, jak orientovat díl na konstrukční desce, vyžaduje určité zvážení. Čtěte dále a zjistěte nejlepší orientaci 3D tisku!

ORIENTACE 3D TISKU: VŠE, CO POTŘEBUJETE VĚDĚT

Kterou stranou dolů?

Existuje mnoho způsobů, jak orientovat model k tisku.

Takže jste našli nebo navrhli svůj vysněný 3D model pro tisk. Ale jakmile jej naimportujete do svého výřezu dle výběru , nejste si jisti, jak jej nejlépe orientovat na konstrukční desce. Nebojte se, máme vás kryté!

Jednoduše řečeno, orientace sestavení je rotační orientace součásti nebo způsob, jakým je součást v kontaktu s konstrukční deskou. Některé příklady různých orientací sestavení jsou zobrazeny na obrázku výše.

V tomto článku použijeme  PrusaSlicer k procházení třemi různými orientacemi součásti z kolekce Pegboard Wizard na Thingiverse, abychom ilustrovali, jak může orientace ovlivnit čas tisku, úspěch, následné zpracování. Nejprve ale projdeme některé klíčové úvahy, abychom určili optimální orientaci dílu. Začněme!

ORIENTACE 3D TISKU: VŠE, CO POTŘEBUJETE VĚDĚT

Úvahy

Pokud půjdete s touto orientací, pravděpodobně budete chtít přidat okraj (Zdroj: Mark VanHorne přes All3DP)

Pojďme si projít některé z faktorů, které je třeba vzít v úvahu při určování orientace sestavení:

1. Najděte nejlepší obličej (tváře) pro stabilitu a přilnavost k posteli. Dobrým začátkem je určit tváře součásti, která zajistí dobrou přilnavost k montážní desce. Musí být dostatečně velké, aby poskytovaly stabilitu během celého procesu tisku. I když je možné do kráječe přidat rafty a okraje , měli byste tuto možnost použít pouze v případě, že je důvod vybrat jako základnu malou plochu, protože tyto bude nutné odstranit.
2. Zvažte mechanické namáhání. Pokud se u vaší součásti vyskytne napětí, měla by být orientována tak, aby směr minimálního aplikovaného napětí byl podél směru vytváření 3D tisku (obvykle svisle). Důvodem je to, že vertikální směr sestavení je obecně nejslabší,protože spoléhá spíše na pevnost vazby mezi vrstvami než na vlastní pevnost materiálu .
3. Ujistěte se, že znáte objem sestavení vaší tiskárny. Je orientace sestavení omezena objemem sestavení stroje? Například vysoká část, která by se ve stroji vešla svisle, by se na konstrukční desku možná nevešla, pokud by byla položena na boku. Pokud tisknete více dílů, orientujte je tak, aby se na konstrukční desku vešel největší počet dílů.
4. Minimalizujte doby tisku. Časy tisku by měly být minimalizovány, aby se maximalizovala produktivita a využití tiskárny.
5. Minimalizujte podpory. Který směr sestavení minimalizuje nebo eliminuje požadavek na podpůrný materiál? Podpůrný materiál, i když to může být nutné, musí být odstraněn, což zvyšuje čas (a potenciální náklady) procesu tisku. Díl nasměrujte tak, aby byly minimalizovány převisy menší než 45 °. Obecně platí, že orientace dílu tak, aby těžiště bylo nejblíže konstrukční desce, má za následek nejmenší množství nosného materiálu, ale to závisí na tvaru dílu.
6. Kolik následného zpracování chcete udělat? Přidává se podpůrný materiál do oblastí, které musí být hladké, aby součást fungovala dobře? Podpůrný materiál má tendenci vytvářet „vyrážku“ na součásti, která vyžaduje následné zpracováníke zlepšení povrchové úpravy.
7. Maximalizujte přesnost rozměrů. Vlastnosti součásti, které musí splňovat úzké rozměrové tolerance, se mohou v některých orientacích tisknout lépe než jiné. Například válcové prvky se tisknou přesněji ve svislém směru než vodorovně. (Funkce úzké tolerance lze po procesu sestavení obrobit, ale to přidává čas a často další náklady.)

Nyní, když známe některé důležité úvahy pro určení orientace sestavení, pojďme se podívat na některé skutečné modely!

Příklad č. 1

V této orientaci mají díry největší šanci na rozměrovou přesnost (Zdroj: Mark VanHorne přes All3DP)

Tato první možnost je zaměřena na maximální kontakt s konstrukční deskou.

• Adheze konstrukční desky:Tato orientace dílu poskytuje dostatek povrchové plochy v kontaktu s konstrukční deskou.
• Mechanické napětí:Aplikované napětí je kolmé ke směru stavby.
• Velikost tiskárny:Díl se pohodlně vejde na konstrukční desku.
• Doba tisku:268 minut (19 minut pro podpory)
• Umístění podpůrného materiálu:  Podpůrný materiál je na kolících, které jdou do desky. Bude to vyžadovat odstranění a vylepšení povrchové úpravy.
• Prvky s úzkými rozměrovými tolerancemi:Otvory v součásti, která drží nástroje, jsou vytištěny svisle a měly by být rozměrově přesné.

Příklad č. 2

Tato orientace tisku poskytuje nejkratší dobu tisku (Zdroj: Mark VanHorne přes All3DP)

V tomto případě je díl otočen o 90 ° kolem osy Y.

• Adheze konstrukční desky:Tato orientace dílu poskytuje dostatek povrchové plochy v kontaktu s konstrukční deskou.
• Mechanické napětí:Aplikované napětí je kolmé ke směru stavby.
• Velikost tiskárny:Díl se pohodlně vejde na konstrukční desku.
• Doba tisku:226 minut (57 minut pro podpory)
• Umístění podpůrného materiálu:Podpůrný materiál je na kolících, které vstupují do desky a do otvorů, které drží nástroje. Bude to vyžadovat odstranění po tisku a vylepšení povrchové úpravy.
• Prvky s úzkými rozměrovými tolerancemi:Otvory v součásti, která drží nástroje, jsou vytištěny vodorovně a budou méně přesné než v prvním příkladu, kde jsou vytištěny svisle. Podpůrný materiál pomůže při zachování rozměrových tolerancí, ale vyrážka zanechaná podpůrným materiálem by mohla zhoršit použitelnost součásti.

Příklad č. 3

S touto orientací budete muset udělat významné následné zpracování (Zdroj: Mark VanHorne přes All3DP)

V tomto případě je díl otočen o 90 ° kolem osy X.

• Přilnavost konstrukční desky:Malá povrchová plocha součásti, která je v kontaktu s konstrukční deskou, činí tuto orientaci součásti méně než optimální pro adhezi konstrukční desky, ale nosný materiál zajistí dostatečnou stabilitu pro tisk součásti.
• Mechanické napětí:Aplikované napětí je rovnoběžné se směrem výroby, což způsobí, že součást bude slabší a bude vystavena mechanickému poškození.
• Velikost tiskárny:Díl se pohodlně vejde na konstrukční desku.
• Doba tisku:250 minut (62 minut pro podpory)
• Umístění podpůrného materiálu:Část je z velké části zapouzdřena v podpůrném materiálu. Bude vyžadovat odstranění po tisku a značnou práci na zlepšení povrchové úpravy.
• Vlastnosti s úzkými rozměrovými tolerancemi:Kolíky, které vstupují do desky, jsou svislé, díky čemuž budou rozměrově přesné. Otvory v části, která drží nástroje, nebudou tak přesné.

Závěrečné myšlenky

Zobrazit všechny tři možnosti vedle sebe (Zdroj: Mark VanHorne přes All3DP)

První možností je pravděpodobně nejlepší orientace pro tuto část. Poskytuje dobrou adhezi konstrukční desky, maximalizuje pevnost dílu a má minimální množství podpůrného materiálu. Druhá orientace umístí mnoho podpůrného materiálu do funkčních oblastí dílu, které zhorší jeho výkon. A konečně, třetí možnost riskuje mechanické selhání dílu.

Jak vidíte, výběr orientace sestavení zahrnuje zvážení řady faktorů. Řešení někdy není zřejmé a musíte rozlišovat mezi vlastnostmi „must-have“ a „good good“. Na konci dne je pro dosažení požadovaného výsledku tisku nejlepší eliminovat orientace sestavení, které nesplňují nezbytné vlastnosti, a poté optimalizovat další faktory.