Menguasai Cetak 3D Serat Isotropik: Bangun Bagian Ultra-Kuat dengan Mark Two
Update: Tertarik mempelajari cara pola pengisian berbeda meningkatkan kekuatan bagian dan ilmu di baliknya? Bergabunglah dalam webinar kami pada 21 Juni pukul 11 pagi EDT (Daftar di sini).
Catatan Penulis: Ini adalah posting pertama dari dua posting tentang pemanfaatan pola pengisian Serat Isotropik Eiger untuk membuat bagian yang sangat kuat dengan Mark Two. Dalam posting ini, kami akan menjelajahi cara meniru pola susunan serat berkualitas tinggi dari komposit tradisional menggunakan printer Markforged. Postingan berikutnya akan berfokus pada memaksimalkan kekuatan bagian yang diperkuat serat. Kami akan menyelami detail teknis—pelan-pelan—menggunakan Glosarium Terminologi Komposit yang ringkas untuk membantu Anda merancang secara efektif untuk cetak 3D komposit yang diperkuat serat dan berkualitas tinggi.
Latar Belakang Komposit
Printer komposit serat berkelanjutan Markforged memungkinkan pelanggan memproduksi kelas industri bagian yang diperkuat dengan serat karbon, menghasilkan properti yang dapat dibandingkan dengan laminat komposit quasi-isotropik. Bagian cetak 3D quasi-isotropik menunjukkan perilaku yang konsisten pada dua sumbu, dengan satu arah variasi—ideal untuk merancang bagian yang menahan kondisi beban tertentu. Dengan menyesuaikan orientasi serat dalam perangkat lunak pengirisan Eiger, desainer dapat menyesuaikan kekuatan untuk memenuhi aplikasi target.
Bahan isotropik berkualitas tinggi menyederhanakan desain teknik: jika bahan berperilaku sama dalam semua arah, maka geometri saja yang menentukan apakah memenuhi persyaratan kekuatan. ketika properti bervariasi di seluruh sumbu—seperti dalam cetak 3D—bahan quasi-isotropik adalah pilihan terbaik berikutnya. Ini memerlukan usaha desain yang minimal dibandingkan dengan bahan anisotropik sepenuhnya, karena hanya satu sumbu yang berbeda dalam kekuatan. Untuk kejelasan, Markforged menandai tipe pengisian ‘Serat Isotropik’ secara sederhana sebagai “Serat Isotropik,” mengakui bahwa semua bagian cetak 3D secara inheren menunjukkan properti sumbu Z yang berbeda.
Glosarium Terminologi Komposit
Bahan isotropik — menunjukkan properti seragam dalam setiap arah. Banyak logam termasuk dalam kategori ini.
Anisotropi — perilaku bergantung arah secara keseluruhan. Contoh sarang luka hidup menunjukkan komposit dengan bagian fleksibel dan kaku yang diperkuat Kevlar.
Bahan ortotropik — properti berbeda sepanjang tiga sumbu ortogonal saling, seperti kayu.
Bahan quasi-isotropik — isotropik pada dua sumbu tetapi bervariasi pada yang ketiga, cocok dengan perilaku bagian Markforged yang diperkuat dengan Serat Isotropik.
Bahan transverse isotropik — isotopi pada bidang XY dengan perilaku sumbu Z yang berbeda. Pola pengisian Serat Isotropik, dikombinasikan dengan sudut serat default, mendekati perilaku ini.
Komposit termo-set tradisional—kebanyakan aplikasi serat karbon konsumen—menggunakan puluhan hingga ribuan lapisan unidireksional yang disusun dalam sudut bergantian. Desainer komposit menggambarkan pola berulang ini dengan “kode orientasi.” Setiap lapisan berikutnya diputar (seringkali 45°) untuk menghasilkan kekuatan massa multi-arah yang lebih unggul daripada susunan satu arah.
Misalnya, pengisian Serat Isotropik default Eiger menggunakan kode orientasi [0/45/90/135], yang berarti lapisan serat pertama menyusun horizontal, yang kedua pada 45°, dan urutan berulang. Pelanggan dapat menentukan kode orientasi kustom dengan panjang apa pun, menyesuaikan susunan sesuai kebutuhan desain.
Kemampuan yang Ditingkatkan
Mark Two menghasilkan bagian yang diperkuat serat berkualitas tinggi hingga 15× lebih kecil dalam geometri dibandingkan Mark One. Perangkat lunak yang ditingkatkan juga meningkatkan kinerja quasi-isotropik dengan pengisian Serat Isotropik.
Dalam Tampilan Bagian Eiger, kotak input Sudut Serat mencerminkan kode orientasi. Memasukkan kode seperti [0/45/90/135] membuat bagian transverse isotropik ketika setiap lapisan menggunakan Serat Isotropik. Cukup ketik sudut yang dipisahkan koma ke dalam kotak.
Algoritma perutean serat baru memungkinkan Mark Two mencetak Serat Isotropik dengan baik filament serat karbon dan filament serat kaca baru, Kekuatan Tinggi, Suhu Tinggi (HSHT)—kemampuan yang tidak ada di Mark One. Ketika Anda mengiris lapisan dengan Serat Isotropik untuk Mark Two, algoritma menghasilkan pengisian hibrid: cincin konsentrik di bagian luar dan pengisian isotropik di dalam. Ini menghasilkan finishing permukaan yang lebih baik sambil mempertahankan kekuatan internal yang tinggi, menghasilkan bagian terbaik yang dapat dicapai dengan cetak 3D serat karbon.
Kontrol Penguatan yang Disesuaikan
Sementara Tampilan Eksternal menawarkan penguatan cepat, Tampilan Internal 3D memberikan kontrol yang detail atas kode orientasi kelompok lapisan. Mulailah dengan memilih bagian dari perpustakaan Eiger Anda dan membuka Tampilan Internal.
Dalam Tampilan Internal, klik kelompok lapisan serat di bilah lapisan untuk mengeditnya. Untuk membuat kelompok baru, seret dari titik awal atau akhir melalui lapisan yang diinginkan, lalu klik Terapkan Perubahan untuk mengonfirmasi. Ubah ukuran kelompok dengan menyeret pembatas segitiganya.
Ketika kelompok menggunakan Serat Isotropik, bidang Sudut Serat muncul di kotak kontrol lapisan di pojok kanan atas. Berbeda dari pengaturan global di Tampilan Bagian, ini memungkinkan Anda menyesuaikan kode orientasi untuk kelompok yang dipilih saja, memberikan kontrol yang tepat atas penempatan serat berdasarkan geometri bagian.
Antarmuka Eiger memudahkan konfigurasi penguatan serat di seluruh beberapa lapisan dengan cepat dan akurat.
Baca Bagian 2 dari seri ini di sini—kami akan membahas strategi terbaik untuk menempatkan penguatan serat untuk memaksimalkan kekuatan dan efisiensi bahan.
Ingin melihat kemampuan ini dalam aksi? Minta Demo Mark Two hari ini!
