효율적인 광섬유 라우팅 기술 2부:고급 라우팅 옵션

편집자 주:이것은 Markforged 3D 프린터를 사용한 효율적인 광섬유 라우팅 기술에 대한 시리즈의 2부입니다. 프린터에 익숙하지 않고 더 자세히 알고 싶다면 여기로 문의하십시오. 효율적인 광섬유 라우팅 기술을 익히려면 여기에서 1부를 읽으십시오!

고급 광섬유 라우팅 기술

3D 프린팅을 위한 설계는 다른 제조 공정을 위한 설계만큼 많은 작업이 필요하며, 특히 당사의 고강도 3D 프린터를 사용하면 제조 방법을 고려하는 것이 필수적입니다. 일부 프로세스에는 매우 적합한 일부 형상과 기술이 있고 다른 프로세스에는 적합하지 않습니다. 당사 고유의 파이버 라우팅 방법을 사용하여 3D 인쇄 부품의 강도를 향상시키는 방법에 대해 생각하기를 바랍니다. 지난 주에 우리는 샌드위치 패널링, 주변 보강 및 쉘링을 포함한 몇 가지 기본 섬유 라우팅 기술을 다루었으며 다양한 보강 옵션이 무엇을 하고 어떻게 잘 사용하는지 설명했습니다. 이 게시물에서는 지난 주 게시물의 몇 가지 개념을 확장하여 고급 광섬유 라우팅 기술로 부품을 더 강력하게 만드는 방법을 보여드리겠습니다.

특정 방향의 강도 최적화

동심 보강재는 부품 주변의 섬유로 보강되지만 특정 방향 또는 하중 시나리오에 대해 보강해야 하는 경우가 있습니다. 많은 경우에 인쇄 중인 부품은 알려진 적재 조건에 따라 특정 영역에서 강도가 필요합니다. "섬유 각도" 옵션을 사용하여 해당 방향으로 섬유를 정렬하여 부품의 강도를 효율적으로 향상시킬 수 있습니다.

전통적인 복합 재료는 복합 섬유의 많은 층으로 구성되며 각 층에서 섬유는 특정 방향 또는 "섬유 각도"로 배열됩니다. 복합 섬유의 균일한 시트를 만들기 위해 각 레이어는 전체 복합 시트가 준등방성이 될 때까지 이전 레이어에서 특정 각도만큼 회전합니다.

특정 방향의 강도가 필요한 경우 섬유 시트를 지속적으로 회전시키는 대신 하나 또는 몇 개의 주요 방향으로 모두 정렬할 수 있습니다. 섬유는 부품의 하중 조건과 정렬되어 해당 방향의 강도에 대해 부품을 최적화합니다. 아래 부품은 드론 암으로, 주로 암이 구부러지는 것을 방지하기 위해 암 길이를 따라 보강해야 합니다. 기본적으로 섬유 각도는 준등방성 직조를 시뮬레이션하기 위해 등방성 채우기로 보강할 때 회전합니다.

이 부분을 효율적으로 강화하기 위해 등방성 채우기 부분의 설정(외부 또는 내부 보기)을 편집하고 모든 강화 레이어의 섬유 각도를 0으로 설정할 수 있습니다. 섬유 그룹 또는 단일 층. 이렇게 하면 암의 길이를 따라 부품의 강성이 극대화됩니다.

이 기술은 여러 방향으로 확장할 수도 있습니다. 보강이 필요한 두 가지 기본 방향이 있는 경우 두 방향 사이에서 회전하도록 섬유 각도를 설정하여 부품을 양방향으로 강하게 만들 수 있습니다.

파이버 스트라이핑

파이버 스트라이핑은 XY 평면에서 구부리는 부품을 더욱 강화하기 위해 여러 겹의 샌드위치 패널을 필요로 합니다. 상당히 일관된 단면을 가진 더 두꺼운 부품이 있는 경우 섬유 스트라이핑을 사용하여 중첩된 샌드위치 패널로 부품을 더욱 강화하여 더욱 일관된 섬유 강화와 훨씬 더 많은 비틀림 강도를 제공할 수 있습니다.

선택적 강화

섬유 스트라이핑 및 셸링은 일반적으로 전체에 걸쳐 상당히 일관된 단면을 가진 부품에 가장 적합하지만 때로는 균일한 간격의 섬유 스트라이프로 강화하는 것보다 부품의 특정 섹션이나 기능을 강화하는 것이 더 합리적입니다. 이러한 경우 샌드위치 패널을 균일하게 유지하려면 몇 가지 고려 사항을 고려해야 합니다. 고객 STS Turbo의 오토바이용 리어 풋 페그 마운트인 아래 부품을 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 라이더의 발이 리어 타이어 서스펜션에 너무 가까워지는 것을 방지하는 상단 윙 피스 및 하중 지지 마운트 섹션, 풋 페그를 장착하고 자전거의 나머지 부분에 장착하기 위한 볼트 구멍이 있습니다.

부품은 뻣뻣하고 구부러지지 않아야 하지만 표준 샌드위치 패널은 필요한 방식으로 부품을 강화하지 않습니다. 맨 위 레이어와 맨 아래 레이어에 섬유를 추가하면 고르지 않은 샌드위치 패널이 생성되어 부품 고장이 발생합니다. 이 문제를 해결하기 위해 샌드위치 패널의 두 개의 짝수 섹션을 만들 수 있습니다. 하나는 부품의 "발 보호대" 섹션을 끼우고 다른 하나는 부품의 마운팅 브래킷 세그먼트를 끼웁니다. 이를 선택적 강화라고 합니다. 강화가 필요한 특정 영역을 정의하고 각 영역을 둘러싸고 있는 샌드위치 패널이 있는지 확인합니다.

그런 다음 부품 강도를 국부적으로 개선하고 부품 상단의 풋 페그 스페이서 너브에 볼트로 고정하는 풋 페그에 가해지는 무게를 지지하기 위해 볼트 구멍 주위에 부품을 추가로 강화해야 합니다.

조합

Eiger가 제공하는 제어의 레이어 수준 세분성은 한 가지 이상의 방법으로 효율적으로 강화할 수 있도록 합니다. 이러한 모든 방법은 강화를 위한 지침 역할을 하며 다양한 방식으로 함께 사용할 수 있습니다. 지난 주 게시물에서 저는 등방성 및 동심원 충전으로 쉘링이 어떻게 더 강한 부품을 보장할 수 있는지 설명했으며 이러한 기술을 사용하여 유사한 절차를 구현할 수 있습니다.

위에서 사용한 풋 페그 마운트 예는 선택적 보강으로 면내 굽힘에 저항하는 효율적인 섬유 라우팅 방법이지만 안정적이고 견고한 솔루션을 위해서는 더 많은 강도가 필요할 수 있습니다. 피스의 날개 부분은 하중을 지지하지 않지만 평면 내 굽힘에 저항해야 하는 반면, 장착 패턴이 있는 부분은 풋 페그가 무게를 지탱할 것이기 때문에 고정하는 볼트의 압축 하중과 비틀림 하중을 받게 됩니다. 타는 사람. 볼트 구멍을 보강하기 위해 카운터보어 구멍 아래에 레이어 섹션을 추가하겠습니다. 이 섬유 부분은 해당 영역 내에서 상대적으로 중앙에 있으므로 샌드위치의 균형을 맞추기 위해 다른 층이 필요하지 않습니다.

다음으로 이전 게시물에서 설명한 것처럼 라이더의 무게를 견디는 데 도움이 되도록 Z축을 중심으로 구부릴 때 강도를 향상시키기 위해 부품의 아래쪽 영역을 껍질을 벗길 것입니다. 마지막으로 부품 상단의 너브에 동심원 섬유 보강재를 추가하겠습니다. 이렇게 하면 풋 페그가 볼트로 조여지면 부품의 압축 강도가 향상되고 부품의 비틀림 강도가 향상되어 풋 페그가 아래로 비틀려 구멍 밖으로 나가는 것을 방지합니다.

이제 부품은 이 포스트 시리즈에서 다루는 몇 가지 다른 광섬유 라우팅 기술을 사용하여 선택적으로 강화됩니다. 질문이 있는 경우 알려주세요. 광섬유 라우팅 직관력을 향상하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.

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