Apakah Bagian Hasil Print 3D Benar-Benar Kuat?
Printer 3D menciptakan objek secara aditif, membuat bagian setinggi lemahnya lapisan terlemah. Mereka biasanya lebih lemah dari teknologi lain, seperti teknik milling, injection molding atau teknik penuangan resin.
Ada banyak aplikasi di mana kita harus mempertimbangkan kekuatan struktural. Karena cara kerja teknologi Fused Deposition Modelling (FDM), bagian yang kita peroleh tidak sekuat kontrapart injection molding mereka.
Namun, jangan putus asa, ada sejumlah pertimbangan yang dapat kita masukkan ke dalam desain dan konfigurasi kita untuk mengurangi kekurangan ini.
Kita dapat mengurangi kelemahan ini dengan menyetel suhu ekstrusi yang tepat, menyetel persentase infill yang lebih tinggi, membuat dinding yang lebih tebal, memilih bahan yang tepat, dan memosisikan bagian dengan benar pada plat cetakan.
Mengapa bagian hasil print 3D lebih lemah?
Teknik aditif yang digunakan printer 3D untuk menciptakan objek memiliki kecenderungan bawaan untuk menghasilkan bagian yang lebih lemah dibandingkan proses manufaktur lain karena menaruh satu lapisan plastik di atas lapisan lainnya yang saling melekat.
Jika kita tidak mengambil waktu untuk mengonfigurasi pengaturan cetakan kita dengan benar, kita dengan sengaja mengekspos diri kita untuk menciptakan bagian dengan adhesi lapisan yang lemah.
Suhu rendah, selisih suhu yang sangat berbeda antara setiap lapisan dan lapisan sebelumnya dan faktor lain, dapat menyebabkan adhesi yang sangat buruk dan bagian secara keseluruhan lemah.
Manufaktur pengurangan, seperti milling, misalnya, tidak memiliki masalah ini karena mereka memulai dengan bahan baku padat yang diukir menjadi bentuk 3D yang diinginkan.
Kita juga dapat menciptakan objek melalui injection molding. Menggunakan teknik ini, bahan cair diuntikkan ke dalam cetakan di mana pendingin dan mengeras mengambil bentuk rongga. Proses ini menghasilkan bagian padat dan kuat.
Sekarang setelah Anda tahu tentang kelemahan bawaan printer 3D, Anda mungkin merasa tergiur untuk membuang alat baru yang Anda beli ke dalam sampah. Sebelum Anda melakukannya, saya sangat merekomendasikan untuk membaca sisa artikel ini dan mempelajari beberapa cara mudah untuk membuat bagian Anda lebih kuat.
Kita juga harus mempertimbangkan bahwa sebagian besar bagian kita tidak akan digunakan untuk membangun roket terbaru SpaceX. Kami mampu mencetak Baby Yoda yang sedikit lebih lemah.
Bagaimana kita dapat meningkatkan kekuatan bagian hasil print 3D?
Seperti yang disebutkan sebelumnya, ada banyak penyesuaian konfigurasi kecil yang dapat kita gunakan untuk membuat bagian kita lebih kuat secara umum. Di antaranya, yang paling penting adalah persentase infill, suhu ekstrusi, ketebalan dinding luar, memilih tipe filament yang benar dan menyetel orientasi desain kita dengan benar.
Mari kita singkat membahas masing-masing dan melihat bagaimana dan mengapa mereka mempengaruhi cetakan kita!
Persentase Infill
Infill terdiri dari pola teratur yang dicetak di dalam objek dan menggantikan apa yang seharusnya ruang kosong. Ini bekerja sebagai dukungan internal untuk cetak, tidak hanya mencegah bagian atas runtuh, tetapi juga mempertahankan cangkang luar bersama.
Sebelum kita menjelajahi topik yang menggugah jiwa ini, lihat bagaimana persentase infill yang berbeda terlihat:
Sebagai aturan jempol, infill 50% akan sangat meningkatkan kualitas dan kekuatan cetakan Anda. Persentase infill yang lebih tinggi hanya menunjukkan peningkatan kekuatan yang kecil, tetapi sangat meningkatkan konsumsi filament dan waktu cetak.
Anda juga harus tahu bahwa kita dapat mengonfigurasi infill kita untuk mengikuti pola yang berbeda, seperti rectilinear, grid, triangular, wiggle*, fast honeycomb, full honeycomb dan yang lainnya eksperimental. Kelebihan dan kekurangan setiap pola di luar cakupan artikel ini, tetapi Anda akan baik-baik saja menggunakan infill rectilinear atau grid.
*Sampai sekarang, saya masih tidak dapat memikirkan keuntungan dari pola wiggle. Saya tebak ada seorang developer yang punya waktu luang dan rasa untuk bentuk yang tidak optimal.
Ketebalan Dinding
Ketebalan dinding adalah lebar cangkang luar cetakan kita dan sebagian besar menentukan kekuatan keseluruhan
Banyak produsen filament menyatakan bahwa mencetak dengan cangkang luar 0.8mm sudah cukup untuk cetakan yang kuat, tetapi saya menemukan bahwa dinding tipis biasanya menghasilkan cetakan yang lemah. Untuk mendapatkan Baby Yoda yang tahan, saya sangat merekomendasikan untuk menggandakan lebarnya menjadi 1.6mm. Peningkatan kualitas keseluruhan akan sangat terlihat.
Terlepas dari ketebalan dinding yang Anda pilih, Anda harus selalu memilih kelipatan diameter nozzle Anda. Saya menyebutkan 0.8mm dan 1.6mm karena sebagian besar printer datang dengan nozzle 0.4mm. Seorang ahli matematika yang tajam akan menyadari perhitungan luar biasa yang saya lakukan di atas!
Menyetel Suhu yang Tepat
Meskipun sebagian besar filament yang digunakan dalam print 3D adalah termoplastik, mereka memiliki komposisi kimia yang berbeda. Oleh karena itu, masing-masing memiliki suhu optimal yang berbeda.
Sebagai aturan jempol, PLA harus disetel di antara 180 C° hingga 220 C°, ABS di antara 210C° dan 250C°, PETG di antara 220C° dan 250C° dan Nylon di antara 240C° hingga 260C°.
Jika Anda membeli filament lain, lihat kemasan dan Anda mungkin akan menemukan suhu yang direkomendasikan menurut produsen. Faktanya, lupakan rentang yang saya sebutkan dan selalu lihat rentang yang direkomendasikan produsen untuk jaga-jaga.
Anda harus selalu berusaha untuk menemukan suhu yang sempurna untuk printer 3D dan filament Anda, karena itu akan menentukan kualitas adhesi lapisan.
Suhu ekstrusi rendah menyebabkan adhesi yang buruk di antara lapisan. Anda mungkin tergiur untuk melelehkan filamen Anda sepanas mungkin, tetapi itu akan mendapatkan Anda ke segala macam masalah baru yang dapat Anda cari! Spoiler alert: cetakan acak, overhang yang buruk, dan kualitas rendah secara keseluruhan.
Tapi secara umum, jika Anda ingin meningkatkan kekuatan cetakan Anda, menyetel suhu sedikit lebih tinggi akan membuat lapisan plastik yang di-ekstrusi baru melekat jauh lebih baik dengan lapisan sebelumnya.
Orientasi Bagian
Selalu penting untuk diingat bahwa bagian hasil print 3D akan paling kuat di bidang paralel dengan plat cetakan dan lebih lemah di bidang vertikal. Saat memosisikan desain Anda di dalam slicer, selalu tanyakan pada diri sendiri ke arah mana itu akan disentuh dan gaya apa yang akan diterimanya.
Jika Anda tidak yakin tentang jawabannya, pertimbangkan kasus tabung berongga yang membosankan dan mungkin berguna*.
Jika Anda mencetaknya dalam orientasi vertikal, objek akan menjadi urutan lingkaran yang bertumpuk satu sama lain. Jika Anda memegangnya di setiap ujung dan mencoba membengkokkannya, akan cukup mudah untuk memecahkan tabung.
*Saya seharusnya menyebutkan bahwa sepanjang sejarah, tabung telah terbukti berguna. Ini jelas di luar cakupan artikel hari ini, jadi saya akan membiarkan bukti kepada pembaca.
Anda mungkin tergiur untuk berpikir bahwa Anda sangat kuat, dan mungkin Anda benar, tetapi Anda juga harus menyadari fakta bahwa Anda mencetak tabung yang sangat lemah.
Jika Anda masih memiliki sisa filament dan memilih untuk mencetaknya dalam orientasi horizontal, Anda akan memperhatikan bahwa bagian lebih sulit untuk dipecah karena cara garis filamen di-ekstrusi.
Kekurangan dari pemosisian ini adalah Anda mungkin perlu menambahkan dukungan pada cetakan karena sudut yang diciptakan oleh orientasi ini.
Mengapa segalanya harus menjadi trade-off dalam print 3D? Tidak ada makan gratis dalam hobi ini!
Gunakan Filament yang Lebih Kuat
Sementara ini mungkin terlihat jelas, menggunakan jenis filament yang berbeda dapat memberikan hasil luar biasa dalam hal kekuatan keseluruhan.
Namun, tidak semua printer mampu mencetak dengan semua filament yang tersedia, tetapi pasti ada beberapa alternatif yang dapat Anda gunakan bahkan pada printer terjangkau, seperti Ender 3.
Polycarbonate dan Nylon dianggap sebagai filament yang paling kuat saat ini, dan jika printer Anda dapat menangani keduanya dan Anda membutuhkan cetakan yang sangat kuat, maka cetak objek Anda dengan keduanya.
Jika Anda mencetak dengan PLA, coba PETG karena mudah digunakan dan juga sedikit lebih fleksibel serta jauh lebih tahan panas.
Cara Membuat Bagian Hasil Print 3D Lebih Kuat
Ini adalah ringkasan cepat tentang cara mencetak model Anda sehingga kekuatannya akan meningkat:
- Pilih pola infill yang kuat (umumnya honeycomb).
- Tingkatkan persentase infill (melebihi 50% akan mulai menghasilkan pengurangan hasil yang signifikan).
- Tingkatkan ketebalan dinding atau cangkang luar.
- Tingkatkan suhu cetak dalam kenaikan 5°C sampai Anda menemukan yang terbaik.
- Ubah orientasi cetak sehingga garis lapisan paralel dengan gaya yang akan diberikan padanya.
Kesimpulan
Seperti yang Anda lihat, ada banyak hal yang dapat kita lakukan untuk meningkatkan kekuatan keseluruhan objek kita dan mengatasi kelemahan bawaan dari teknologi yang kita pilih.
Jika masa depan dunia tergantung pada kemampuan Anda untuk mencetak Benchy yang kuat tetapi Anda tidak punya waktu untuk membaca artikel lengkap, cukup lakukan hal berikut.
Selamat mencetak!
Lihat bagian produk rekomendasi kami
Kami membuat bagian produk rekomendasi yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan tebakan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau upgrade mana yang harus didapatkan, karena kami tahu ini dapat menjadi tugas yang sangat menakutkan dan yang umumnya mengarah pada banyak kebingungan.
Kami telah memilih hanya sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan bagus untuk pemula serta menengah, dan bahkan para ahli, membuat keputusan lebih mudah, dan filamen, serta upgrade yang tercantum, semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa apa pun yang Anda pilih akan bekerja sebagaimana dimaksud.
