더 강력한 3D 프린팅 부품을 얻는 방법

3D 프린팅은 강력한 폴리머 및 금속 부품을 만들 수 있습니다. 그러나 3D 인쇄 부품의 특정 응용 분야에는 훨씬 더 많은 강도가 필요할 수 있습니다. 디자인과 재료 선택은 3D 프린팅 부품의 강도를 결정하는 가장 중요한 요소입니다. 그러나 잘 설계된 부품이라도 다른 간단하고 중요한 강도 향상 기술을 무시하면 약점이 보이고 서비스에 실패할 수 있습니다.

3D 프린트를 강화하기 위한 다양한 기술이 있습니다. 부품 지오메트리, 인쇄 설정 및 후처리의 세 가지 범주로 그룹화할 수 있습니다.

부품 형상

부품의 형상은 3D 프린트의 강도를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 필렛과 모따기를 사용하면 모서리의 기계적 강도가 증가하고 거싯과 리브는 구조적 지지를 제공합니다.

모깎기 또는 모따기 사용

필렛 또는 모따기는 3D 부품의 더 얇은 섹션을 위한 강력한 기반을 제공합니다. 노즐이 인쇄물에서 섬세한 부분을 떨어뜨리는 것을 방지합니다.

갈비뼈와 거셋 사용

리브와 거셋은 벽이나 평면에서 수직으로 돌출된 얇은 돌출부입니다. 지지대를 제공하고 부품의 강도를 높입니다. 리브의 두께는 벽 두께의 절반이어야 하고 벽 두께의 2배 이상의 최소 거리로 이격되어야 합니다. 크고 높은 갈비뼈는 피해야 합니다. 대신 여러 개의 작은 갈비뼈를 사용해야 합니다.

3D 인쇄 설정

더 강한 부품을 생산하려면 3D 프린팅 공정의 최적 설정이 필요합니다. 이러한 설정에는 다음이 포함됩니다.

3D 프린팅에 채우기

Infill은 단순히 3D 부품의 외벽 내부에 있는 재료의 양을 나타냅니다. 이 기술은 FDM 3D 프린팅에서 일반적으로 강도를 높이는 데 사용됩니다. 채우기 설정은 채우기 패턴과 채우기 밀도의 두 가지 방법으로 수행됩니다.

채우기 패턴

이것은 3D 프린팅 부품 내부의 공간을 채우는 반복적인 구조입니다. 일반적으로 보이지 않는 곳에 숨겨져 있습니다. 채우기 패턴에는 다양한 스타일이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 삼각형 패턴, 아치형, 직사각형, 벌집 또는 육각형, 동심. Archi 채우기 패턴은 원형 또는 둥근 부품에 가장 적합합니다. 직사각형 채우기 패턴은 평행하고 수직인 그리드로 인해 100% 조밀한 부품을 제공할 수 있습니다. 육각형 인필 패턴은 무게 대비 강도 비율이 가장 높지만 인쇄 시간이 가장 오래 걸립니다.

채우기 밀도

0% 채우기에는 채우기가 없고 100% 채우기는 완전히 단단한 부품을 제공합니다. 100% 충전재는 가장 강한 부분을 만듭니다. 그러나 많은 경우에 불필요한 재료의 사용은 무게와 비용을 증가시킨다. 벌집 모양은 50% 미만의 비율에 가장 적합하고 직선 패턴은 50% 이상의 비율에 가장 적합합니다. 일반적인 충전 밀도는 20%에서 25% 사이입니다.

부품 오리엔테이션

3D 인쇄 부품은 빌드 인클로저와 평행한 평면에서 가장 강합니다. 레이어의 분자 결합이 레이어 간의 접착 결합보다 훨씬 크기 때문입니다. 이것은 X 및 Y 평면입니다. 이 기술은 FDM 3D 프린팅에 일반적이지만 SLA 및 SLS와 같은 다른 공정에서 강도를 향상시키는 데 사용할 수 있습니다. 부품 방향은 부품에 하중과 압력이 가해지는 위치에 따라 다릅니다.

쉘 두께

이는 3D 부품을 강화하는 데 중요한 역할을 합니다. 더 두꺼운 쉘은 부품을 더 강하게 만듭니다. FDM 인쇄의 경우 노즐 직경의 3~4배인 쉘 두께는 무겁고 지속적인 하중을 받는 부품에 가장 적합합니다. 대부분의 3D 프린팅 공정은 최소 약 1mm 두께의 표준을 사용합니다. 그러나 이를 높이면 인장 및 충격 강도가 향상됩니다. 다른 3D 프린팅 기술의 권장 두께에 대한 자세한 정보는 설계 가이드를 참조하십시오.

후처리 처리

인쇄된 부품의 강도를 더욱 높이기 위해 후처리를 고려할 수도 있습니다. 3D 프린팅 부품의 강도를 크게 높일 수 있는 다음과 같은 후처리 작업입니다.

어닐링

어닐링은 단순히 3D 인쇄된 부품을 가열하고 점차적으로 냉각하여 내부 응력을 완화하여 더 단단한 부품을 만드는 과정입니다. 금속과 유리는 어닐링될 수 있지만 모든 폴리머가 어닐링될 수 있는 것은 아닙니다. 어닐링에 적합한 일부 재료는 PLA, PET 및 PA 12입니다.

전기도금

전기도금은 물과 금속염 용액에 부품을 담그는 것을 포함하는 인쇄 후 기술입니다. 전류가 용액에 흐르면 금속 양이온이 부품 주위에 얇은 코팅을 형성합니다. 이 기술은 FDM, SLS, SLA 또는 SCM 프린터의 3D 부품에 적용할 수 있습니다. 부품에 금속 부품과 거의 동일한 기계적 특성을 부여하므로 여러 응용 분야에서 금속 3D 프린팅에 비해 훨씬 저렴한 대안입니다.

그러나 전기 도금된 부품은 내부가 여전히 플라스틱이므로 내부 플라스틱의 연화 온도보다 높은 온도로 가열되면 내부 강도가 손실됩니다. 외부 금속이 녹지 않더라도. 아연, 크롬, 니켈, 구리 등과 같은 여러 금속을 전기도금에 사용할 수 있습니다. 전기도금하기 전에 3D 부품을 프라이밍하여 금속이 부착하기에 적합한 전도성 표면을 설정하는 것이 중요합니다. 흑연은 일반적으로 프라이밍에 사용됩니다.

수지 코팅

에폭시 수지 또는 폴리에스터 수지는 3D 인쇄 부품을 코팅하는 데 사용할 수 있습니다. 에폭시 코팅은 에폭시 페인트로 수행되는 불용성 표면 코팅입니다. 페인트에는 두 가지 화학 물질이 포함되어 있습니다. 에폭시 수지 및 경화제. 결과 코팅은 일반적으로 코팅되지 않은 부품보다 내구성이 강하고 단단합니다. 그러나 부품에 극도의 기하학적 정확성과 날카로운 모서리가 필요한 경우 에폭시 코팅은 적절하지 않습니다. 반면에 폴리에스터 수지는 얇아서 복잡한 부품에 도포할 수 있습니다. 수지는 도포 후 5분에 경화되기 시작하며 완전히 건조되는 데 일반적으로 24시간이 걸립니다. 레진 코팅은 프린터의 모든 부품에 적용할 수 있습니다.

탄소 섬유 강화

탄소 또는 유리 섬유를 사용하여 3D 부품을 강화할 수도 있습니다. 탄소섬유는 중량 대비 강도가 우수하여 일정한 하중 조건에서 사용되는 부품에 가장 적합합니다. 탄소와 달리 유리 섬유는 파손될 때까지 구부러집니다. 섬유는 두 가지 방법으로 적층할 수 있습니다.

• 단섬유 강화

이 방법에서는 섬유를 잘게 자르고 열가소성 수지와 혼합하여 강도와 강성을 향상시킵니다.

• 연속 섬유 강화

이 기술에서 섬유는 압출 및 증착될 때 열가소성 수지에 지속적으로 통합되어야 합니다. 이 기술은 동시에 인쇄하기 위해 두 개의 노즐이 필요합니다.

결론

Xometry Europe에서는 고객의 요청에 따라 3D 인쇄 부품에 대한 다양한 강화 옵션을 제공합니다. 당사의 즉석 견적 플랫폼으로 이동하여 모델을 업로드하고 옵션을 선택하기만 하면 됩니다. 짜장면:고강도 3D 인쇄 부품이 단 며칠 만에 배송됩니다.