3D 프린팅 부품 방향:강도, 정확성 및 표면 마감에 미치는 영향

최소 z 높이를 제공하여 빌드 시간이 가장 빠른 방향을 선택하는 것이 쉬운 일처럼 보일 수 있습니다. 그러나 z 높이만을 위한 방향 지정은 부품 요구 사항 측면에서 항상 가장 적합하지 않을 수 있습니다. 3D 프린팅의 부품 방향을 생각할 때 작용하는 몇 가지 다른 기술적 요소가 있습니다. 3D 프린팅, 특히 SLA(Stereolithography)의 부품 방향에 대해 생각할 때 연필을 생각하십시오. 이 연필을 수평 또는 수직으로 한 층씩 3D 프린팅하려면 무엇이 필요할까요? 수평으로 하면 시간이 덜 걸립니다. 옆으로 눕힐 때 더 편평하기 때문이고, 수직으로 인쇄하면 세로로 인쇄할 때 시간이 훨씬 더 오래 걸립니다. 세로로 인쇄하려면 더 많은 도면 레이어를 차례로 쌓아야 하기 때문입니다. 수평으로 인쇄하려면 수직으로 연필을 인쇄하는 것보다 더 많은 지지 구조가 필요하며 완성된 부품을 얻기 위해 제거하는 데 추가 시간이 필요합니다. 따라서 방향 선택은 연필의 강도 요구 사항 또는 표면 마감 요구 사항에 따라 결정될 수 있으며 부품의 방향을 비스듬히 하고 싶을 수도 있습니다. 스테레오리소그래피 빌드 방향을 선택할 때 몇 가지 고려 사항이 있습니다. 시작합시다!

강도를 위한 3D 프린팅 부품 방향

먼저 3d 인쇄 레이어 축적과 부품에 대한 외부 부품 힘의 일반적인 의미를 설명하는 간단한 그림을 살펴보겠습니다. 인장력이 레이어에 수직이거나 직각일 때 부품 약화가 발생하는 경향이 있습니다. 인장력이 평행하거나 레이어와 일치하면 부품이 더 강해집니다. 힘이 레이어에 수직인 경우 부품은 일반적으로 힘이 레이어와 일치하는 경우보다 더 많은 압축을 수용할 수 있습니다. 두 가지 요점이 적용됩니다.

1. 인장력이 가장 높은 축에 레이어가 정렬되도록 방향으로 인쇄하고
2. 레이어가 압축력이 가장 높은 축과 교차하도록 방향으로 인쇄

연필의 이론적 사례에서 수평 빌드 방향은 연필을 사용할 때 직면하게 될 장력과 구부러지는 힘을 설명하기 위해 작동할 것입니다. 이러한 지침은 FDM(Fused Deposition Modeling) 부품에 항상 적용됩니다. SLA 부품은 레이어가 화학적으로 결합되기 때문에 FDM 부품보다 이방성이 훨씬 적고 SLA로 달성한 해상도는 FDM보다 훨씬 높습니다. 그러나 열경화성 재료는 중요한 부품 기능의 강도를 최대화하기 위해 부품 방향에 대해 약간의 추가 생각이 필요할 수 있습니다.

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위 그림과 같이 배향된 3D 인쇄 부품에는 차동 수축이 있습니다. 작은 단면에서 큰 단면으로의 빠른 전환으로 인해 이 부품이 수축되었습니다.

차등 수축을 피하기 위한 방향 지정

일반적으로 부품에 재료가 더 불균등하게 분포될수록 차등 수축으로 알려진 현상의 희생양이 되기 쉽습니다. 특정 부품 형상 및 크기는 이전 재료 레이어의 적절한 지원을 포함하지 않기 때문에 본질적으로 축소될 가능성이 더 큽니다. 이를 설명하기 위해 대문자 "H"를 생각하십시오. 크로스바 섹션이 중간에 층별로 나타나면 지지 다리를 안쪽으로 당기는 경향이 있어 부품이 바닥 근처에서 휘게 됩니다. 차등 수축을 방지하기 위해 몇 가지 옵션이 있습니다. 종종 표면적을 줄이기 위해 SLA 부품을 비스듬히 제작하여 각 레이어에 발생하는 전체 응력을 줄입니다. 이는 또한 부품 치수 및 공차 정확도를 높이는 데 도움이 됩니다. 또한, 형성된 각 층이 그 아래의 층과 동일한 표면적을 갖고 큰 단면 스윙이 없도록 부품을 눕혀서 제작합니다. 치수가 중요하거나 고해상도 부품 기능이 필요한 경우 부품의 위쪽을 향하는 표면에 해당 기능을 배치하도록 부품의 방향을 지정하는 것이 좋습니다. 외관이 중요한 경우 비스듬히 부품을 제작하면 표면 마감이 이상적이지 않은 부품이 생성될 수 있습니다.

부품의 작거나 큰 단면 변화를 제거하도록 방향을 지정하거나(위 그림 참조) 부품 방향을 비스듬히 조정(오른쪽 그림)하여 차이 수축을 방지할 수 있습니다.

매끄럽고 외관상 특징이 목표인 경우 부품을 수직으로 빌드합니다. 비스듬히 제작하면 각진 원통에 표시된 레이어 선이 보입니다.

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원하는 표면 마감을 달성하기 위한 방향 설정

귀하의 부품이 무역 박람회나 전시에 사용하기 위해 외관 마감 처리가 중요한 경우 부품을 비스듬히 만들지 않고 평평하게 만드는 경향이 있습니다. 상단 표면이 매끄럽고 치수 정확도가 더 높아지기 때문에 중요한 기능은 위를 향해야 합니다. 반면에 부품이 아래를 향하도록 제작된 경우 제거하고 블라스팅해야 하는 지지 구조로 인해 광택 효과가 제거됩니다.

평평하게 세워진 "H"에 광택 효과가 나타납니다. 비스듬히 만들어진 "H"는 레이어 선과 텍스트에 미칠 수 있는 시각적 효과를 강조합니다.

일반적으로 당사 팀은 최고 품질의 부품을 제공하기 위해 다른 방향을 선택할 수 있습니다. 명심해야 할 한 가지 중요한 사항은 원하는 부품 방향(수평 대 수직)을 지정하지 않으면 가능한 가장 빠른 빌드 시간을 충족하는 방향을 자동으로 선택한다는 것입니다. 3D 프린팅 부품에 가장 중요한 측면이 무엇인지 알려주면 빌드 프로세스 중에 부품의 방향을 가장 잘 정하는 방법을 결정하는 데 도움이 됩니다. 전반적으로 가장 중요한 점은 중요한 기능, 비용 고려 사항 또는 특정 원하는 표면 마감 등 3D 프린팅 부품에 대한 특별한 요구 사항이 있는 경우 엔지니어 팀에 미리 알려 우리가 보장할 수 있다는 것입니다. 귀하의 역할은 귀하의 특정 목표를 충족합니다.