Choisissez le pourcentage de remplissage

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Comme je dirige une installation d'impression 3D d'une école d'ingénieurs, les étudiants se demandent toujours dans quelle mesure le pourcentage de remplissage affecte la rigidité de la pièce. Je sais qu'il est impossible d'obtenir une solution numérique pour cette question, mais il existe peut-être une option pour simuler dans le logiciel un modèle déjà découpé en tranches. Je n'ai vu dans aucune tranche une option pour exporter au format .stl ou .step ou tout autre format pouvant être accepté par un logiciel de simulation. Quelqu'un a-t-il vu ou pensé à quelque chose de similaire?

Anton Osadchy
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Réponses:

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Je ne crois pas que les moteurs de découpage créent une sorte de modèle solide qui serait utile pour la simulation CAO. Lorsqu'un moteur de découpage découpe un modèle 3D, son objectif est de cracher les chemins de machine préférés en G-Code (d'une sorte). Cependant, j'ai lu quelques articles, fait quelques tests et entendu à travers la vigne que n'importe où entre 10% et 35% est assez bon pour la plupart des applications. Une fois, j'ai regardé un webinaire pour comprendre la nouvelle interface MakerWare qui expliquait comment ils avaient choisi ces paramètres. Bien que je ne trouve pas le clip directement, voici la page de tous les webinaires de MakerBot. Je pense que ce webinaire était celui que j'ai regardé expliquer un peu les pourcentages de remplissage préférés.

Par expérience, tout ce qui dépasse 35% ne donne pas beaucoup plus de force du côté du remplissage. Au-delà de 35% et vous allez vouloir reconsidérer la façon dont vous orientez l'impression lorsque vous l'imprimez et ce que vous imprimez pour utiliser la structure du grain pour une résistance appropriée.

Cependant, le pourcentage / les motifs de remplissage ne sont pas la seule variable pour créer des pièces solides. Le remplissage est vraiment juste un moyen d'économiser du temps et du matériel. Voici quelques autres façons d'augmenter potentiellement la force:

  • Augmentez votre coquille. Shell est le nombre de motifs de profil par couche. Typiquement (en FDM / FFF), chaque shell est d' environ le diamètre de votre buse de l' extrudeuse.
  • Augmentez votre plancher / toit. Semblable à la coque, le sol / toit fait référence au nombre de couches qui composent le "bas" et le "haut" de la pièce par rapport à la plaque de construction.
  • Orientation de l'impression. Faites attention aux zones de la pièce susceptibles de se déformer le long du "grain" des couches. Essayez de faire pivoter votre pièce sur la plaque de fabrication de manière à minimiser les pannes potentielles à la fois en impression et en post-impression.
  • Post-processus. N'ayez pas peur de faire du post-traitement pour augmenter la force. Il existe sur le marché des imprimantes 3D qui vont jusqu'à inclure des brins de Kevlar dans le processus d'impression pour renforcer leurs impressions. Cependant, cela peut être aussi simple que de simplement enduire la pièce dans un époxy avec quelques techniques de finition de base. C'est un peu plus de travail, mais cela transforme les pièces imprimées en 3D faibles en impressions de qualité de production complète.

Mise à jour: sur la base de certains commentaires, il semble que votre meilleur pari pourrait être de trouver une application personnalisée qui peut soit convertir le fichier g-code en un modèle solide (essayer le logiciel CAM?), Soit créer un plugin pour votre logiciel de CAO (Je sais qu'Unigraphics NX et Solidworks le permettent) et recréez essentiellement votre propre moteur de découpage qui prend votre modèle solide et génère dynamiquement le même motif de remplissage à l'intérieur.

Regardez peut-être les travaux de Simlab ou similaire qui a beaucoup de plugins logiciels 3D. Je ne les fais pas la promotion et je ne travaille pas pour eux, c'est juste une référence de ce qu'il faut rechercher.

tbm0115
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Merci pour le lien, je vais le vérifier. Pour les applications d'ingénierie, nous avons besoin de données précises, au moins elles sont requises par la description du projet. Les ingénieurs peuvent se baser sur certaines expériences et expériences, mais ce serait une source d'information beaucoup plus fiable, pour découper votre pièce puis par simulation prouver que ces paramètres résisteront à une telle charge.
Anton Osadchy
Vous pouvez potentiellement imprimer vos propres barres de traction et tester différents% de remplissage en interne. Cependant, cela dépendra grandement de la source des paramètres du matériau et de la coque.
tbm0115
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Pour les charges de flexion, qui sont le principal mode de défaillance dans les pièces imprimées réelles (car elles concentrent la tension sur la surface de l'objet où les lignes de couche présentent de nombreux sites d'initiation de la rupture), l'ajout de périmètres est beaucoup plus impactant que l'ajout de remplissage. Ce comportement est un peu masqué dans les tests de traction standard, mais vous le verrez dans un test de flexion à quatre barres.
Ryan Carlyle du
Merci d'avoir élaboré sur les périmètres, j'ai oublié de vraiment souligner que
tbm0115
Bien sûr, avec des barres, cela peut être fait en imprimant des barres de test. Mais le problème est que les formes sont toujours différentes et qu'il n'y a aucune possibilité d'imprimer des milliers de pièces de test pour chacun des projets. Alors j'ai pensé à un logiciel qui peut simuler la rigidité d'une pièce déjà tranchée.
Anton Osadchy
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Étant donné que je ne suis pas encore en mesure de commenter cette question, j'ai pensé apporter une réponse en plus des informations déjà utiles fournies.

Si la question concerne en général le pourcentage de remplissage et que le suivi commun concerne la rigidité des pièces, il convient d'expliquer que le choix du pourcentage de remplissage est bien plus que la rigidité des pièces.

L'impression de barres de traction serait une bonne chose à avoir à des fins éducatives. Les barres doivent non seulement varier en pourcentages de remplissage, mais également en différents modèles de remplissage. Selon le type de contraintes et de charges appliquées, différents modèles peuvent être plus forts à des taux de remplissage inférieurs, par exemple.

De plus, le taux de remplissage doit correspondre à l'épaisseur des parois inférieure, supérieure et latérale. Ceci est particulièrement important avec l'ABS en ce qui concerne le retrait, la déformation et le retardement. Pour que la pièce soit universellement aussi solide que possible, alors qu'elle refroidit, elle doit se contracter uniformément. C'est un facteur bien connu des machinistes qui créent des moules pour le moulage par injection et la coulée. Sinon, vous pourriez avoir des points de faiblesse supplémentaires involontaires.

Enfin, si vous créez des barres de traction, assurez-vous de prendre en compte le retrait subi le long de chaque axe, pour chaque exemple individuel. Je suggérerais également de couper chacun ouvert, ainsi que d'essayer de briser quelques-uns des appartements (d'une manière très grossière). Cela pourrait stimuler beaucoup de réflexion lors de la conception d'une pièce, avant de l'imprimer.

Alex Sky
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Anton, j'analyse le code G et construit un modèle d'éléments finis et un événement thermique transitoire pour simuler l'impression de la pièce, suivi d'une simulation structurelle pour déterminer l'état de déformation et de contrainte dans la pièce résultante. Cette partie pourrait ensuite être analysée plus en détail avec des charges externes pour déterminer les caractéristiques mécaniques. J'utilise le logiciel ANSYS et la capacité de naissance et de mort de l'élément pour activer un petit volume de matière à chaque étape transitoire thermique. La simulation structurelle est statique mais également effectuée aux mêmes pas de temps que le transitoire thermique.

C. Kennedy
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Hou la la! Cela semble très compliqué et est probablement un peu trop avancé pour la plupart de nos utilisateurs. Ce serait très intéressant si vous pouviez nous dire ce que vous avez appris de ces simulations (quelques règles de base et peut-être quelques statistiques) parce que peu de gens pourront reproduire cela.
Tom van der Zanden
Merci mec! J'ai une expérience avec ANSYS, donc je peux l'essayer. La seule question est - Comment avez-vous importé le g-code dans la simulation Ansys?
Anton Osadchy
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Je pourrais penser à un moyen. Mais cela pourrait nécessiter quelques logiciels pour tout faire.

Obtenez d'abord le fichier CAO. Importation vers la magie (logiciel propriétaire Materialise) Il existe une fonction pour les structures, vous pouvez créer votre structure interne personnalisée. Ajoutez donc des fermes, etc. Exportez stl. (Il y a un logiciel qui permet la conversion directe de stl en étape, je pense qu'il s'appelle Instep) Ou je pense que vous pouvez réduire la densité du maillage et utiliser FreeCAD pour la reconvertir en étape et exécuter votre analyse.

Il serait intéressant de voir un rapport de la part. Il n'y a pas non plus de bon moyen de simuler une pièce imprimée en 3D. Peut-être que le plus proche serait avec les composites.

albseb
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Si vous êtes une classe d'ingénieur, vous pouvez très bien imprimer de gros cubes de différents infils et les tester.

Chase Cromwell
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Le PO a mentionné dans certains commentaires que les essais ne sont pas réalisables car de nouveaux essais devraient être effectués pour chaque nouvelle pièce. La géométrie et les exigences des pièces varient de sorte que quelques barres de traction ne couvriraient pas les exigences techniques. Peut-être élaborer sur le processus que vous avez mentionné pour potentiellement aider les autres à l'avenir?
tbm0115
Cela devrait être un commentaire.
Tom van der Zanden
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Vous devez le faire à l'œil nu. Cependant, vous devez penser au remplissage que vous utilisez. un motif en triangle sera très fort.

Après je n'utilise jamais de remplissage élevé. La plupart de mes articles ont une coque extérieure solide, IE 3 couches. A l'intérieur je ferai entre 7 et 14%. Si j'imprimais un carré de 200 mm ^ 3, je n'y verrais aucun problème.

Tout dépend. Vraiment, pour vos paramètres, je ne pense pas que vous auriez vraiment besoin de plus de 14%.

Dans une entreprise où je travaillais, je testais des pièces imprimées en 3D. Ils ont évalué le matériau en imprimant les mêmes formes de test et en voyant leurs tolérances. Vous devrez développer votre propre méthode en tant que telle.

StarWind0
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