Markforged 3D 프린팅 고급 섬유 라우팅 기술: 강도와 성능 향상

편집자 주: 이것은 Markforged 3D 프린터의 효율적인 섬유 라우팅에 대한 종합 시리즈 2부입니다. 프린터가 처음이시라면 여기로 문의하세요. 빠른 복습을 위해 1부를 읽어보세요.

고급 섬유 라우팅 기술

3D 프린팅을 위한 설계는 다른 제조 공정과 동일한 엄격함을 요구합니다. 특히 Markforged의 고강도 시스템으로 작업할 때는 더욱 그렇습니다. 특정 지오메트리와 전략은 특정 공정에서 탁월하며, 올바른 섬유 라우팅 선택은 프린트 시간과 소재 사용을 최적으로 유지하면서 파트 강도를 극적으로 증가시킬 수 있습니다.

지난주 우리는 기본 강화 방법(샌드위치 패널링, 둘레 강화, 쉘링)과 효과적인 적용법을 탐구했습니다. 이번 글에서는 실제 조건에서 성능을 내는 파트를 만들기 위해 층별로 하중 경로를 타겟팅하는 더 깊은 전략을 다룹니다.

특정 강도 방향 최적화

동심원 강화는 파트 둘레에 섬유를 분포시켜 일반적인 강도에 이상적입니다. 그러나 많은 기능성 파트는 특정 방향에서 하중을 경험합니다—드론 암의 굽힘이나 기계 링크의 토크 등. 지배적인 하중 방향에 섬유를 정렬하면 강성을 높이고 소재 낭비를 줄일 수 있습니다.

전통적인 복합재료 제조에서 각 플라이는 특정 섬유 각도로 배치됩니다. 후속 층을 회전시키면 제조사는 모든 방향에서 강도를 균형 있게 하는 준등방성 적층을 달성합니다. Markforged의 '섬유 각도' 옵션으로 모든 강화 층을 단일 각도로 고정하거나, 적은 각도 세트 사이를 번갈아 가며 고방향성 강화를 만들 수 있습니다.

예를 들어, 드론 암은 일반적으로 휨을 방지하기 위해 길이 방향 강화가 필요합니다. 모든 강화 층의 섬유 각도를 0°로 설정하면 암을 따라 강성을 극대화하면서 과도한 소재를 최소화합니다. 두 하중 방향이 중요하다면 두 각도를 번갈아 가며 두 축을 모두 강화합니다.

섬유 스트라이핑

섬유 스트라이핑은 여러 겹의 샌드위치 패널을 사용해 XY 평면의 굽힘을 강화합니다. 일관된 단면과 상당한 두께를 가진 파트에 스트라이핑은 균일한 섬유 강화를 제공하고 비틀림 강도를 크게 향상시킵니다.

선택적 강화

파트의 하중 프로파일이 지오메트리 전반에 걸쳐 변할 때—오토바이 풋페그 마운트 등—균일한 강화는 비효율적이거나 해로울 수 있습니다. 선택적 강화는 고응력 영역을 타겟팅하면서 나머지 파트는 가볍게 유지합니다.

고객 STS Turbo의 후방 풋페그 마운트를 고려해 보세요. 상단 '윙'은 라이더의 발을 보호하고, 마운팅 섹션은 볼트 하중을 견딥니다. 표준 샌드위치 패널은 최외곽 층에 섬유를 추가해 불균일한 구조를 만들고 하중 하에서 파손될 수 있습니다.

두 개의 별도 샌드위치 섹션을 정의해(하나는 풋 가드용, 하나는 마운팅 브라켓용) 각 중요 영역 주위에 균일한 패널을 달성합니다. 이 선택적 접근은 가장 중요한 곳에서 구조적 무결성을 보존합니다.

볼트 구멍 주변을 추가로 강화해(카운터보어 영역을 중심으로 얇은 섬유 층 추가) 국소 압축 강도를 높이고 풋페그 볼트 체결 시 찢어짐을 방지합니다.

조합

Markforged의 Eiger 소프트웨어는 층 수준 제어를 제공해 여러 강화 전략을 혼합할 수 있게 합니다. 예를 들어, 파트 하부를 쉘링해 Z축 굽힘을 강화하면서 상단에 동심원 섬유로 압축 및 비틀림 성능을 향상시킬 수 있습니다.

풋페그 마운트를 다시 사용해, 하중 지지 섹션에 선택적 강화, 하부 영역에 Z축 굽힘용 쉘링, 마운팅 너브에 동심원 섬유를 적용합니다. 결과는 평면 내 굽힘, 압축 볼트 하중, 비틀림 힘에 모두 저항하면서 소재 사용을 최소화하는 파트입니다.

파트 설계를 한 단계 끌어올릴 준비가 되셨나요? 질문이나 가이드가 필요하면 문의하세요. 섬유 라우팅 마스터로 Markforged 프린팅의 잠재력을 최대한 발휘하도록 돕겠습니다.

아직 Markforged 프린터가 없으시다면, 데모 요청으로 Eiger 소프트웨어를 체험해 보세요.