Teknik Perutean Serat Lanjutan untuk Cetak 3D Markforged: Tingkatkan Kekuatan & Kinerja

Catatan Editor: Ini adalah Bagian Dua dari seri komprehensif kami tentang perutean serat efisien untuk printer 3D Markforged. Jika Anda baru dengan printer, hubungi kami di sini. Untuk pengingat cepat, baca Bagian Satu di sini.

Teknik Perutean Serat Lanjutan

Merancang untuk cetak 3D memerlukan ketelitian yang sama seperti proses manufaktur lainnya—terutama saat bekerja dengan sistem berkualitas tinggi Markforged. Beberapa geometri dan strategi unggul dengan proses tertentu, dan memilih perutean serat yang tepat dapat secara dramatis meningkatkan kekuatan bagian sambil menjaga waktu cetak dan penggunaan bahan optimal.

Minggu lalu kami mengeksplorasi metode penguatan dasar—panel sandwich, penguatan perimeter, dan pengupasan cangkang—dan cara menerapkannya secara efektif. Dalam posting ini, kami akan menyelami strategi lanjutan yang memungkinkan Anda menargetkan jalur beban, lapisan demi lapisan, untuk menciptakan bagian yang berkinerja dalam kondisi dunia nyata.

Mengoptimalkan untuk Arah Kekuatan Tertentu

Penguatan konsentrik mendistribusikan serat di sekitar perimeter bagian, yang ideal untuk kekuatan umum. Namun, banyak bagian fungsional mengalami beban dalam arah tertentu—seperti lentur pada lengan drone atau torsi pada rantai mekanis. Menyelaraskan serat dengan arah beban dominan dapat meningkatkan ketegalan dan mengurangi limbah bahan.

Dalam manufaktur komposit tradisional, setiap lapis ditempatkan pada sudut serat tertentu. Dengan memutar lapisan berikutnya, produsen mencapai susunan quasi-isotropik yang menyeimbangkan kekuatan di semua arah. Dengan opsi “sudut serat” Markforged, Anda dapat mengunci semua lapisan yang diperkuat ke satu sudut, atau bergantian antara sekelompok kecil sudut, untuk menciptakan penguatan yang sangat direksional.

Misalnya, lengan drone biasanya membutuhkan penguatan sepanjang panjangnya untuk mencegah fleksi. Dengan mengatur sudut serat setiap lapisan yang diperkuat ke 0°, Anda memaksimalkan ketegalan sepanjang lengan sambil meminimalkan bahan berlebih. Jika dua arah beban penting, bergantian antara dua sudut untuk memperkuat kedua sumbu.

Penggantian Serat

Penggantian serat menggunakan beberapa panel sandwich yang tumpuk untuk memperkuat lentur di bidang XY. Untuk bagian dengan penampang yang konsisten dan ketebalan yang signifikan, penggantian memberikan penguatan serat yang seragam dan secara signifikan meningkatkan kekuatan torsi.

Penguatan Selektif

Ketika profil beban bagian bervariasi di seluruh geometrinya—seperti montir kaki sepeda motor—penguatan seragam bisa tidak efisien atau bahkan merugikan. Penguatan selektif menargetkan wilayah stres tinggi sambil menjaga bagian lain tetap ringan.

Pertimbangkan montir kaki sepeda motor belakang dari pelanggan STS Turbo. Sayap “top” melindungi kaki pengemudi, sementara bagian montir menahan beban baut. Panel sandwich standar akan menambahkan serat ke lapisan terluar, menciptakan struktur yang tidak merata yang dapat gagal di bawah beban.

Dengan menentukan dua bagian sandwich terpisah—satu untuk pengaman kaki dan satu untuk braket montir—kami mencapai panel yang merata di sekitar setiap area kritis. Pendekatan selektif ini menjaga integritas struktural di tempat yang paling penting.

Penguatan lebih lanjut di sekitar lubang baut—dengan menambahkan lapisan tipis serat yang berpusat di wilayah dibore—meningkatkan kekuatan kompresi lokal dan mencegah robekan saat kaki sepeda dipasang dengan baut.

Kombinasi

Perangkat lunak Eiger Markforged memberi Anda kontrol tingkat lapisan, memungkinkan Anda mencampur beberapa strategi penguatan. Misalnya, pengupasan cangkang bagian bawah sebuah bagian dapat memperkuatnya terhadap lentur sumbu Z, sementara serat konsentrik di bagian atas meningkatkan kinerja kompresi dan torsi.

Menggunakan montir kaki sepeda motor lagi, kami menerapkan penguatan selektif untuk bagian yang menahan beban, pengupasan cangkang wilayah bawah untuk lentur sumbu Z, dan menambahkan serat konsentrik di bagian ujung montir. Hasilnya adalah bagian yang menahan lentur dalam bidang, beban kompresi baut, dan gaya torsi—semua sambil meminimalkan penggunaan bahan.

Siap meningkatkan desain bagian Anda? Jika Anda memiliki pertanyaan atau membutuhkan bimbingan, hubungi kami. Kami antusias membantu Anda menguasai perutean serat dan membuka potensi penuh cetak Markforged.

Jika Anda belum memiliki printer Markforged, minta demo untuk melihat perangkat lunak Eiger dalam aksi.