Tingkatkan Cetakan 3D Anda: 5 Strategi Terbukti untuk Kekuatan dan Ketahanan

Struktur integritas dalam pencetakan 3D penting karena cetakan 3D tidak boleh runtuh saat berfungsi. Pencetakan 3D adalah proses manufaktur populer dengan penerimaan luas karena kualitas yang dihasilkan. Dalam hal meningkatkan kekuatan bagian cetakan 3D, ada banyak hal yang terlibat.

Artikel ini akan memberikan detail tentang cara membuat cetakan 3D yang kuat dan berguna bagi mereka yang memiliki pencetak 3D pribadi atau ingin mengoutsourcing ke layanan prototipe cepat. Jika Anda memiliki pencetak 3D pribadi, Anda akan mempelajari cara menyesuaikan pengaturan untuk mendapatkan hasil terbaik. Jika Anda ingin mengoutsourcing proyek Anda, Anda akan mendapatkan informasi tentang berbagai materi dan teknologi pemrosesan pasca terbaru yang akan memberi Anda ide tentang cara berkomunikasi dengan layanan prototipe dengan lebih baik. Lihat versi yang disederhanakan tentang cara membuat bagian cetakan 3D kuat.

Sesuaikan Pengaturan Pencetak

Memiliki pencetak 3D untuk pekerjaan pribadi Anda lebih efisien dan efektif dalam pembuatan produk pribadi. Namun, kecuali Anda terlibat dalam pencetakan 3D dengan pengetahuan tentang penggunaannya, Anda mungkin sedikit kesulitan membuat cetakan 3D yang kuat. Ada banyak pengaturan pada pencetak 3D Anda yang dapat Anda sesuaikan untuk cetakan berkualitas tinggi dan kuat. Berikut cara membuat cetakan 3D yang kuat menggunakan mereka.

Tingkatkan Kepadatan Isian

Salah satu cara meningkatkan kekuatan cetakan 3D adalah dengan meningkatkan kepadatan interior. Kepadatan interior bervariasi dari 0% hingga 100%, dengan nol berarti total rongga sementara 100 berarti total padat.

Secara teoretis, memiliki kepadatan isian 100 harus membuat cetakan 3D Anda sangat kuat. Namun, secara praktikal sebagian besar desainer telah menyadari bahwa melebihi 70% memiliki dampak yang lebih kecil pada penguatan cetakan 3D. Sebaliknya, ada peningkatan yang luar biasa dalam penggunaan filamen, waktu cetakan, biaya, dan beban pada pencetak 3D.

Catatan: Punya setidaknya kepadatan isian 20% untuk kekuatan dan, jika memungkinkan, sesuaikan ketebalan dinding (dijelaskan di bawah) sebelum meningkatkan kepadatan isian.

Tingkatkan Ketebalan Dinding

Ketebalan dinding bahan cetakan 3D diukur oleh “Wall Line Count” dan “Outer Line Width.” Ini menunjukkan seberapa tebal dinding dan meningkatkannya adalah cara kritis untuk membuat cetakan 3D yang kuat. Meningkatkan ketebalan dinding akan meningkatkan kekuatan karena bagian cetakan 3D memiliki lebih banyak tekanan di luar daripada di dalam.

Tidak hanya meningkatkan ketebalan dinding memperkuat bahan cetakan, tetapi juga meningkatkan overhang (bentuk geometri dalam model 3D yang sulit dicetak) dan ketahanan air.

Catatan: Untuk produk reguler, setidaknya punya ketebalan dinding ≥ 1.2mm. Anda kemudian dapat meningkatkannya untuk lebih banyak kekuatan.

Gunakan Lapisan yang Lebih Tipis

Menggunakan lapisan tipis akan menghasilkan ases dan kepadatan yang lebih baik antara lapisan berikutnya, yang memperkuat bagian cetakan 3D. Desainer telah berkata bahwa menurunkan hingga 0.1mm (100 mikron) akan memaksimalkan kekuatan. Namun, ada juga peningkatan waktu cetakan yang sebanding.

Gunakan Pola Isian yang Kuat

Cara lain untuk memperkuat cetakan 3D adalah dengan menggunakan pola isian yang tepat. Pola isian bekerja dengan kepadatan isian, dan mereka berfungsi sebagai struktur pendukung internal untuk cetakan 3D. Mereka juga menambahkan beberapa kekakuan pada bagian dan mencegah deformasi dinding. Dalam cara membuat cetakan 3D yang kuat menggunakan pola isian, Anda harus menggunakan pola isian padat yang berkisar dari 30-50%.

Tipe pola isian yang Anda gunakan juga menentukan seberapa kuat cetakan 3D akan menjadi. Tiga isian yang dapat Anda coba tercantum di bawah ini:

· Pola Isian Segitiga

Pola isian segitiga kuat karena mereka memiliki peluang deformasi yang lebih kecil, dan mereka memberikan struktur pendukung terbaik. Sebagian besar penggemar 3D mengaitkan ini dengan segitiga sebagai bentuk terkuat.

Menggunakan isian segitiga juga meningkatkan kecepatan cetak karena gerakan lurus printhead. Akibatnya, kekuatan dan kecepatan membuat isian segitiga menjadi pilihan terbaik di kalangan banyak penggemar 3D.

· Pola Isian Persegi Panjang

Isian persegi panjang dapat mencapai kepadatan isian 100% karena grid ekstrusi paralel dan tegak lurus. Seperti isian segitiga, juga memiliki kecepatan cetak tinggi karena gerakan lurus print head.

· Pola Isian Heksagonal

Mereka memiliki heksagon teselasi dan rasio kekuatan terhadap berat tertinggi. Tidak seperti dua pola isian sebelumnya, pencetakan lambat karena print head terus-menerus mengubah arah, namun mereka juga efektif dalam memperkuat cetakan 3D.

Sesuaikan Laju Alir

Menyesuaikan laju alir juga dapat menjadi metode ideal untuk membuat bagian cetakan 3D kuat. Namun, menggunakan metode ini, Anda harus berhati-hati sehingga tidak menyebabkan under dan over extrusion. Oleh karena itu, sebagian besar desainer memastikan mereka hanya membuat perubahan kecil.

Anda dapat menyesuaikan laju alir untuk hal berikut:

• Aliran Dinding (Aliran Dinding Luar & Aliran Dinding Dalam)
• Aliran Isian
• Aliran Dukungan

Anda dapat menyesuaikan laju alir untuk memperkuat cetakan 3D. Namun, sebagian besar orang menyesuaikan laju alir untuk memperbaiki masalah pencetakan 3D lain seperti tidak dapat mencapai aliran volumetrik dan untuk meningkatkan akurasi.

Modifikasi Lebar Garis

Menurut Cura, slicer populer, Anda dapat memperkuat cetakan 3D Anda dengan menyesuaikan lebar garis menjadi kelipatan genap dari tinggi lapisan. Namun, Anda harus berhati-hati karena pengaturan ini secara langsung terkait dengan ekstrusi, yaitu, perubahan besar dalam lebar garis dapat menyebabkan over dan under extrusion.

Kurangi Pendinginan

Pendinginan adalah proses penting dalam pencetakan 3D yang mempengaruhi ases lapisan setelah pengaturan. Pendinginan cepat dapat mengurangi ases karena ketidakmampuan lapisan berikutnya untuk berikat dengan yang lain. Namun, pendinginan juga tergantung pada materi yang Anda gunakan. Misalnya, PLA bekerja paling baik di bawah tindakan kipas pendinginan yang kuat. Oleh karena itu, Anda harus mengurangi laju pendinginan berdasarkan materi yang Anda kerjakan.

Pilih Materi Kuat untuk Membuat Cetakan 3D yang Kuat

Dalam pencetakan 3D, ada beberapa materi yang dikenal lemah. Oleh karena itu, membuat cetakan 3D yang kuat dapat tentang menggunakan materi pencetakan 3D yang kuat. Ada tiga materi utama dengan properti yang identik dengan kekuatan.

ABS

ABS adalah materi pencetakan 3D yang bagus untuk membuat cetakan 3D yang kuat yang tidak cocok untuk penggunaan berat. Ini adalah termoplastik dengan properti tahan lama dan ringan, yang menjadikannya polimer plastik teratas dalam pencetakan 3D.

PLA

PLA adalah materi pencetakan 3D yang mahal yang cocok untuk cetakan dengan penggunaan berat dan resolusi tinggi. Ini memiliki kekuatan tarik 7250 psi tetapi akan degradasi pada paparan cahaya.

PETG

Ini adalah filamen baru yang baru-baru ini menjadi populer karena kekuatannya. Ini memiliki kekuatan tarik sekitar 4100-8500 psi yang membuatnya lebih kuat dari PLA dan lebih lemah dari ABS. Namun, ini lebih kurang fleksibel dari PLA dan lebih dari ABS.

Memilih Materi yang Tepat

Untuk memilih materi yang tepat dari ketiga ini, Anda harus mempertimbangkan daya tahan, ases antara lapisan, gaya lentur, kekakuan, dan kemampuan untuk menahan benturan. Berikut adalah perbandingan ketiga dalam setiap hal:

• Daya tahan: PETG > PLA > ABS
• Ases antara lapisan: PETG > ABS dan PLA
• Gaya lentur: ABS > PETG > PLA
• Ketahanan benturan: ABS = PETG > PLA

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang perbedaan antara PLA vs ABS, lihat artikel di RapidDirect.

Tentukan Orientasi Bagian

Cara lain untuk memperkuat cetakan 3D adalah menggunakan orientasi bagian. Orientasi bagian adalah penempatan bagian pada pencetak 3D. Pencetak 3D bekerja dengan menyetor lapisan tipis bahan cair yang ditimpa pada ketinggian yang secara bertahap meningkat. Peningkatan ketinggian secara bertahap ini yang membentuk bagian tiga dimensi. Pada penyetoran lapisan, ia berikat dengan lapisan sebelumnya. Namun, antarmuka antara dua lapisan adalah titik lemah, dan cetakan 3D pecah di antarmuka ini.

Cara baik untuk memahami ini adalah dengan membuat sokong rak. Hal yang akan Anda perhatikan adalah gaya terbesar akan bekerja ke bawah di tempat sokong melekat pada rak. Oleh karena itu, lebih baik mencetak pada sisi dengan antarmuka yang berlawanan dengan gaya.

Jika orientasi bagian sulit, Anda harus menggunakan materi yang memiliki kecenderungan ases yang lebih baik, misalnya PETG. Juga, perhatikan bahwa orientasi bagian akan mempengaruhi kehalusan permukaan cetakan dan biaya cetak karena kebutuhan akan banyak materi.

Menerapkan Lapisan Epoxi pada Cetakan 3D

Ini bukan cara langsung untuk membuat cetakan 3D yang kuat karena terjadi setelah pencetakan. Ini melibatkan penggunaan epoxi/polyepoxide untuk memperkuat cetakan 3D. Lapisan epoxi adalah lapisan pelarut yang tidak larut yang dibuat dari hardener dan lapisan epoxi. Ini tahan pelarut, awet, dan keras, menjadikannya cara yang cocok untuk melapisi materi seperti PLA, ABS, dan SLA.

Menerapkan lapisan epoxi pada cetakan 3D adalah tugas yang mudah. Ikuti langkah-langkah di bawah ini tentang bagaimana Anda bisa melakukannya:

• Cetak 3D produk sesuai dengan desain produk
• Biarkan dingin dan bersihkan permukaan.
• Tuang sedikit bagian dalam cangkir dan panaskan untuk mencapai cairan viskosa
• Menggunakan kuas, aplikasikan lapisan epoxi menggunakan kuas pada model tanpa mengizinkan lapisan menetes ke sampingnya. Juga, gunakan kuas kecil untuk mengakses celah dan sudut.
• Biarkan cetakan 3D kering.

Anda tidak perlu menggunakan banyak karena sedikit hardener dapat melapisi dan memperkuat cetakan. Menerapkan lapisan epoxi pada cetakan 3D membuatnya lebih kuat dan memberikan permukaan yang cerah dan mengkilat.

Pertimbangan Lainnya untuk Membuat Bagian Cetakan 3D Kuat

Menyesuaikan pengaturan pencetak 3D bukan satu-satunya cara untuk membuat cetakan 3D kuat. Selain lapisan epoxi, yang merupakan metode pemrosesan pasca, ada metode lain yang dapat Anda gunakan. Berikut dua metode populer terbaru.

Pengeringan (Annealing) Cetakan 3D

Pengeringan adalah metode yang menyetapkan cetakan 3D pada peningkatan suhu untuk tujuan penguatan. Menurut tes, pengeringan dikatakan menyebabkan peningkatan kekuatan sekitar 40% setelah penggunaan. Ini kompatibel dengan materi seperti PLA, ABS, PETG, dan ASA.

Pengeringan penting dalam memperkuat cetakan 3D karena struktur plastik membuatnya rentan terhadap kegagalan. Sebelum pencetakan 3D, plastik memiliki mikrostruktur amorf/teracak. Namun, ketika Anda memanaskan cetakan 3D, struktur amorf membentuk ulang diri menjadi bentuk kristal yang membuat cetakan 3D tersebut rentan terhadap kegagalan.

Pengeringan penting di sini karena mengubah struktur kristal cetakan 3D dari kristal besar ke kristal kecil. Anda dapat melakukan pengeringan pada polimer plastik atau produk cetakan 3D jadi. Untuk melakukan pengeringan pada polimer plastik atau bagian cetakan 3D, panaskan pada suhu di atas titik transisi kaca dan di bawah titik lelehnya.

Plating Listrik Cetakan 3D Plastik

Plating listrik adalah metode populer karena praktis dan terjangkau. Ini melibatkan memasukkan cetakan 3D dalam elektrolit dan logam plating (logam industri populer adalah seng, krom, dan nikel. Pada melalui arus listrik melalui elektrolit, ion logam membentuk lapisan di sekitar cetakan 3D. Ini mengarah pada pembentukan cetakan 3D yang awet dan awet lama.

Sementara cocok untuk tujuan, kelemahannya adalah membutuhkan banyak lapisan untuk membuat bagian 3D yang lebih baik dengan kekuatan tinggi.

Kesimpulan

Cetakan 3D yang kuat adalah yang tidak runtuh saat digunakan, yang membuat mengetahui cara membuat cetakan 3D yang kuat sangat penting. Ada tiga cara untuk memperkuat cetakan 3D. Satu adalah selama proses itu sendiri (dengan menyesuaikan pengaturan pencetak 3D), menggunakan materi yang tepat, dan perawatan pasca-proses. Dengan menggunakan salah satu metode, Anda memiliki kesempatan untuk membuat cetakan 3D yang kuat atau berbicara atau berkomunikasi dengan layanan prototipe tentang cara memperkuat bagian cetakan 3D.

RapidDirect – Menyediakan Layanan Pencetakan 3D Khusus

Pencetakan 3D adalah metode populer yang digunakan karena kualitas, efisiensi, dan efektivitasnya, serta kemampuannya untuk membuat bagian kompleks. Namun, meningkatkan penguatan cetakan 3D datang dengan pengetahuan lanjutan tentang cara kerja pencetak 3D, materi yang tepat untuk digunakan, dan teknik pemrosesan pasca.

Jika Anda menginginkan cetakan 3D dengan atribut yang tepat dalam bentuk kekuatan, ketahanan, estetika, dan kualitas, bermitra dengan RapidDirect, salah satu layanan prototipe cepat terbaik di Cina, adalah pilihan yang bagus. Kami menyediakan layanan pencetakan 3D khusus, dan Anda dapat mendapatkan penawaran instan untuk bagian mesin khusus dan laporan inspeksi dimensi penuh. Untuk apa pun yang terkait dengan pencetakan 3D, hubungi kami hari ini.

FAQs

PLA adalah salah satu materi yang paling sering digunakan dalam pencetakan 3D. Ini memiliki kekuatan tarik yang besar menjadikannya cocok untuk membuat bagian struktural. Sementara kuat, Anda juga dapat memperkuat cetakan 3D PLA menggunakan metode yang disorot di atas. Metode umum untuk memperkuat cetakan 3D termasuk menerapkan epoxi, pengeringan, atau plating listrik.

Di antara semua materi yang dapat dicetak yang digunakan dalam pencetakan 3D, polycarbonate adalah yang terkuat. Ini disebut raja sejati pencetakan desktop karena kekuatannya (kekuatan tarik 9800 psi) dan ketahanan panas. Ketahanan panas membuatnya memerlukan suhu yang sangat tinggi (tempat tidur harus sekitar 145⁰ sementara kepala harus sekitar 290⁰. Anda juga perlu melindungi materi karena mereka merubah bentuk di lingkungan terbuka. Polycarbonate cocok untuk membuat komponen fungsional yang kuat.

Ada banyak cara yang dapat Anda gunakan untuk membuat cetakan lebih kuat. Anda dapat menyesuaikan pengaturan pencetak 3D Anda, Anda dapat mengubah materi menjadi materi yang lebih kuat, dan Anda dapat menggunakan metode pasca-proses seperti melapisi dengan materi epoxi, pengeringan, dan plating listrik.