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3d打印产品如何选择最合适壁面厚度(国外文章翻译)

对于不同的打印模型、不同的打印材料,选择合适的3d打印壁厚常常令工程师们非常困惑。不过,记住下文几条小建议,将能避免打印产品出现不好的意外,使得打印对象具备你所需要的最大或者最小壁面厚度。

1、为3d模型指定壁厚

最重要的先说,为你的3d模型每个表面指定壁厚非常重要。在用不同的软件进行三维设计时,也许软件允许模型壁面厚度为零。但是,3d打印机需要明确知道你希望对象的壁厚是多少。因此,在把三维模型传给打印机前,必须指定壁面厚度。

3d打印模型壁厚指定

壁厚是指模型的一个表面与其相对应表面间的距离。很多打印出现的问题都是由于壁厚造成的。最小的可打印壁厚主要由所打印材料类型决定。然而,其他因素(如方向、尺寸及模型整体设计等)也会影响到建议的最小打印壁厚。

在你打印产品前(最好在开始设计模型前),你需要知道选择打印材料的一些基本原则。如何为每种材料选择合适的壁厚详见文章“3d打印产品设计指南”,下面我们看一些典型例子。

2、选择合适的最小壁厚

3d打印最小壁厚

如果你打印高强度材料如不锈钢(0.3mm)或者钛合金(0.4mm),最小允许壁厚会非常薄。但我们始终建议从安全角度出发,尽量让壁厚大一些。

就像之前所说,最小壁厚非常依赖于三维模型的结构与设计。如果你希望使用不锈钢材料,5mm²的垂直壁面壁厚只需要0.3mm,100mm²的垂直壁面壁厚至少为1mm,而100mm²的水平壁面需要2mm壁厚。在这种情况下,表面尺寸和方向(水平还是竖直)对确定最小壁厚非常关键。

3d打印陶瓷材料

当打印材料比较脆时(如陶瓷),越大的模型越要保证强大的一般原则仍然适用。一个尺寸接近50mm×50mm×50mm的对象可接受最小壁厚为3mm,而100mm×100mm×100mm的模型最小壁厚则需要6mm。对更大的模型,我们推荐壁厚要大于6mm。

3、选择合适的最大壁厚

在集中注意力解决了壁厚过小的问题后,你也许会遇到壁厚过大的问题。对陶瓷、金属等材料,选择最大壁厚尤为重要。因为厚截面将会产生更大热应力,会导致产品出现裂纹甚至断裂。

3d打印抽壳

壁厚太大也许是我们没法打印你产品的理由,这种问题的最佳解决方案是为模型抽壳,并留孔让粉末倒出来。同样地在选择孔的尺寸时也要满足一定的规则,对不锈钢材料,小模型(小于10×10×10mm)需3mm孔,大一些模型需要5mm孔,对陶瓷材料开孔直径至少10mm。

3d打印商业卡片

4、3d打印推荐壁厚

我们的彩色打印机可以打印非常薄壁面,但那并不意味打印很薄的壁面是个好的选择。在运输和打磨过程中,壁厚小于1.5mm的零件容易被损坏。这里我们再次建议你增加额外的壁面厚度,5mm的壁厚会让你的模型更结实安全。

3d打印悬臂结构

对有些材料(如全彩),长、重的悬空结构如果设计太薄很容易断裂。如果你的模型包括更多脆性结构(如人像伸展的手臂),尽量在产品设计时添加支撑结构。设计模型时不要忽略重力的影响,我们推荐使用弯臂,或者让手臂握有东西(如铁锹)撑在地面。

3d打印彩色手机壳

让我们最后再看一个最大壁厚起重要作用的例子。比如你想用尼龙打印个柔性对象(比如iPhone手机壳),如果壁厚太大会让柔性对象看起来太笨重。在这种情况下,1.5-2.5mm的壁厚是创建柔性物体的理想选择。

5、选择完美壁厚总结

1)首先,你要知道如何为三维模型的每个表面指定壁厚。对不同的建模软件,这一步操作不尽相同,但是在准备3d打印模型时极其重要。

2)壁厚的选择与打印材料的种类密切相关。认真研究每种材料的壁厚设计原则,不要忘记某些情况下壁厚太大也会产生问题。

3)仔细分析与思考你的设计。如果对象有薄弱结构,想办法支撑它们。要记住对象的尺寸如何影响壁厚的选择。

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    文章来源:https://i.materialise.com/

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