3Dプリントの層間剥離：なぜ数ヶ月後に部品にひびが入るのか
最初の1時間で故障する部品は製造工程の問題だ。4ヶ月後に故障する部品は全く別の問題だ。
検査に合格し、設置され、そしてそれが分割される頃には、どのシフトがそれを印刷したのか誰も覚えていない。
3Dプリントの層分離がそのような仕組みになっているのは、最終的に開く面が元々最も弱い面だったからである。
作られたその日の部分において。時間は弱点を生み出すのではなく、弱点を蓄積するのだ。
誰かが積み込む前に存在していた飛行機
プリントされた壁は、一枚のポリマーの塊ではありません。フィラメントマシンとペレットマシンによって壁が作られます。
原料が一度に注ぐのではなく、一連のパスとして堆積されるため、同じ方法で
フィラメントまたはペレットとして到着します。これは、狭い接触帯で互いに溶接されたパスの積み重ねです。
そしてそのバンドは、2つのパスが実際に1つの材料になる部分です。
材料に認められている強度により、層間結合強度は、
周囲の素材は、品質管理の問題ではなく、幾何学的な問題として扱われる。
その組み込み方向は、検査で拒否できる欠陥ではなく、図面ではほとんど言及されない特性です。
そして長さがそれをさらに悪化させる。シリーズ最大のベッドは1,800×2,400mmなので、壁
全長にわたってそのミリメートルの接着界面を有する部品。
素材が均一であれば、最終的には持ち主を驚かせるだろう。
製造中に部品に何が固着してしまったのか
3Dプリンティングにおける残留応力は、高温の材料から形状を構築し、その材料がすぐに拘束されることによる代償である。
既に固まった材料によって。各パスは柔らかい状態で到着し、動かない表面に押し付けられ、
その位置で固化する。押出物はノズルを通して押し出されることで分子配向も保持される。
そして、そのアライメントは着地した場所で固定されるため、パスは幅方向よりも長さ方向の方が硬くなる。
これらのことは、当日の検査ではどれも明らかにならない。位置精度が0.02 mmの機械でも、
最も弱い面が測定機器には見えない壁。精度は、
2つのパスが結合しました。新しく印刷された部品は、まだ行き場のない蓄積された負荷をすでに保持しています。
そして、その荷重が集中するのは、壁の中で最も連続性が低い部分である界面である。
部品とインターフェースは、刃物で見つけることができる線です。
カレンダーが仕組みの一部である理由
3Dプリント部品が時間とともにひび割れるのはなぜかと問われれば、正直な答えは3つのプロセスであり、そのどれもが
最初の週には誰も興味を示さなかった。３人とも同じ飛行機を攻撃する。
ポリマーにおける応力緩和とは、持続的なひずみを受けた材料が、支えている荷重を徐々に再分配することを意味する。
固定された接合部では、その再分配によって、本来想定されていなかった接合面に荷重が移動する。
3Dプリント部品のクリープは同じコインで、荷重ではなく動きとして見なされます。一定の引っ張りの下で、接着された
界面はゆっくりと変形し、そのゆっくりとした変形によって、溶接線上の小さな空隙が進行性の亀裂へと発展する。
3番目のプロセスは、カレンダーではなく時計に基づいて動作します。振動、隣接する温度に対する熱サイクル
鋼鉄部品では、繰り返しの始動・停止荷重により、各サイクルで界面がわずかに開きます。
1000サイクルあたり1ミリメートルのずれは、短時間のテストでは目に見えず、1シーズン使用した後には明らかになる。
環境は原因ではなく、引き金となる。
露出は、すでに持続的な引張応力が存在する場所で最も重要なので、界面が好ましい
壁ではなく、破損箇所。3Dプリント部品の吸湿は見た目の問題ではない：極性ポリマーが吸湿する
水に浸すと膨張し、柔らかくなるが、厚い壁では膨張が不均一である。環境応力亀裂は
残りの部分は、プロセス流体、オイル、または洗浄剤が負荷のかかった表面に留まり、それに続く熱狂を引き起こします。
利用可能な中で最も性能の低い飛行機。
サービス負荷が実際にどこにかかるのか
荷重が層を横切ると、部品は層に沿って破損します。層平面内で荷重がかかる同じ部品は、はるかに強度が高く、
そしてその差は、ほとんどの図面が想定しているよりも大きい。使用時の荷重は図面通りにはならない。ボルト
片側がトルクで締め付けられ、機械の始動時にたわむブラケット、両端が拘束された部品。
取り付け時に問題が発生することが多い。なぜなら、ファスナーを締めすぎると、接合部に張力がかかるからである。
部品が全く動作する前に。
印刷する前に、荷重の経路を紙にトレースしておく価値がある。留め具から壁を通り抜けて荷重が流れる。
部品が取り付けられている場所を通して。各段階で、質問には張力という2つの答えしかありません。
レイヤーに沿って、またはレイヤーを横切って実行されます。答えが2番目の場合、修正は図面に含まれます。
スライサーには入っていません。
部品が工場を出る前に、リスクを低減する
インターフェース自体から始めましょう。長いランでは、インターフェースも多くなります。機械のレイヤー範囲は、
細端と粗端0.6mmにより、一方の壁が一方の端で15倍の接合面を支えることができる。
反対側と同様で、図面には通常どちらが使用されたかは示されていません。壁の厚さは一定で、
ロードパスも同様の働きをし、薄い層から厚い層への移行を避けることで、パスがはるかに厚い層に接着する必要がなくなります。
質量が大きく、応力が集中する鋭い内側の角がある。
次に、荷重が平面から離れた方向にかかるように設計します。部品に持続的な張力がかかる場合は、張力が流れるように部品の向きを調整します。
層間ではなく層内で材料を追加し、留め具が配置される場所に材料を追加します。表面シーリングは3Dプリントで行います。
液体に触れるものや、湿度の高い空気中で一生を過ごすものには、部品を検討する価値があります。密閉された表面は
吸湿性があり、腐食性の媒体が界面の露出端に付着するのを防ぎます。
荷重を支える部品も、それが属するランで印刷する必要があります。42種類の印刷サイズの範囲で、ファイル名
それだけでは、3か月後に故障の原因を機械まで遡って特定することはできませんが、バッチレコードなら可能です。
最後に、印刷後の処理を管理します。荷重がかかる部品は、管理されていない環境で何ヶ月も放置してはいけません。
倉庫内、および荷重に重要な部品は、取り付け業者が選択したトルクではなく、あなたが決定したトルクで取り付ける必要があります。
結論
3Dプリントの層間剥離は、使用開始から数か月後に発生するものであり、不運な出来事でもなければ、品質管理をすり抜けた隠れた欠陥でもありません。
これは、蓄積されたストレス、脆弱な機体、そしてその両方に悪影響を与え続ける環境が生み出す、予測可能な結果である。
より信頼性の高い溶接ラインを構築し、機体に持続的な負荷がかからないようにし、環境を減速させ、仕様を指定する
あなたに必要な人生。素材に、運べるものを運べる方向に運ぶように頼み、ひび割れが
来シーズンに登場したであろうものは、分析という本来あるべき場所に留まる。
