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ファジィ 3D プリント用の部品を設計する方法

ファジィ 3D プリント用の部品を設計する方法

25-05-2024

ファジィ 3D プリント用の部品を設計するにはどうすればよいですか?

ファジィ 3D プリントプロセスとは何ですか?

ファジィ 3D プリンティングは、材料押し出し技術を使用する積層造形プロセスです。ファジィは溶融フィラメント製造 (FFFF 1.5L) とも呼ばれ、最も広く使用されている 3D プリンティング技術です。

市場で最も手頃な価格の 3D プリンティングテクノロジーである溶融堆積モデリング (ファジィ) は、迅速かつ低コストのプロトタイピングに優れた選択肢であり、さまざまな用途に使用できます。

すべての製造方法と同様に、ファジィには印刷できる内容に関していくつかの制限があります。ここでは、最適なファジィ印刷品質を実現するためにデザインを調整する方法について説明します。

ファジィ 3D プリントを設計するにはどうすればよいですか?

最良の結果を達成するには、ファジィ 3D プリント用の部品を設計するときにファジィ’s の機能と制約を念頭に置いてください。

ブリッジング

ファジィにおけるブリッジングは、プリンタが 2 つのサポートまたはアンカーポイント間で印刷する必要がある場合に発生します。

上に構築するものがないため、印刷される最初のレイヤーにサポートが提供されず、素材がたるむ傾向があります。ブリッジは、物体の壁または中空部品の最上層 (または屋根) にある水平軸の穴で最もよく発生します。

解決策の 1 つはブリッジの距離を減らすことですが、これによる影響はパーツ’s の設計制約によって異なります。

たるみを防ぐもう 1 つの解決策は、サポートを含めることです。サポートは、ブリッジ層を構築するための一時的なプラットフォームを提供します。プリントが完了するとサポート材は除去されますが、サポート材が最終部品に接続されていた表面に跡が残ったり、損傷したりする可能性があります。

設計上の重要な考慮事項:ファジィの性質上、ブリッジが 5mm 未満でない限り、サポート材のたるみや跡がある程度常に存在します。

滑らかで水平な表面が必要な場合、高度な解決策は、デザインを個別の部分に分割するか、何らかの後処理を行うことです。

縦軸穴

ファジィでは、サイズが小さい垂直シャフト穴が印刷されることがよくあります。このような穴の印刷プロセスとその直径が減少する理由は次のように要約できます。

ノズルが垂直軸の穴の周囲を印刷すると、新しく印刷された層が既存のビルド層の上に押し付けられ、接着力が向上します。

ノズルの圧縮力により、押し出された円形層の形状が円形からより幅広の平らな形状に変形します。

これにより、以前に印刷された層との接触面積が増加し、接着力が向上しますが、押し出しセクションが広がります。

これにより、印刷される開口部が小さくなります。この減少は、特に小さな直径の穴を印刷する場合に問題になる可能性があります。この場合、穴の直径とノズルの直径の比により影響が大きくなります。

アンダーサイズの量は、プリンター、スライスソフトウェア、穴のサイズ、素材によって異なります。

垂直軸の穴の直径の減少は、スライスプログラムで考慮されることがよくありますが、精度は異なる場合があります。希望の精度を達成するには、数回のテスト印刷が必要な場合があります。高い精度が必要な場合は、印刷後に穴あけ加工が必要となる場合があります。

設計上の重要な考慮事項: 垂直軸の穴の直径が重要な場合は、それを小さめに印刷してから、正しい直径に穴を開けることをお勧めします。

オーバーハング

オーバーハングの問題は、ファジィの印刷品質に関する最も一般的な問題の 1 つです。ドレープは、印刷された素材の層がその下の層によって部分的にのみサポートされている場合に発生します。ブリッジと同様に、ビルド層の下の表面によるサポートが不十分だと、層の接着不良、膨潤、またはカールが発生する可能性があります。

素材にもよりますが、通常、最大 45° のオーバーハングを品質を損なうことなく印刷できます。 45° では、新しく印刷されたレイヤーは前のレイヤーの 50% によってサポートされます。これにより、構築に十分なサポートと接着力が得られます。

45° を超えると、新たに印刷された層が下方に膨らみノズルから離れないようにするためのサポートが必要です。

オーバーハングを印刷するときに発生するもう 1 つの問題は、カールです。新たに印刷された層は、張り出した端でますます薄くなります。そのため冷却が不均一になり、上向きに変形してしまいます。

設計上の重要な考慮事項: 45° を超える壁角度のサポートを使用することで、オーバーハングの制限を克服できます。サポートが必要な大きなオーバーハングの場合、後処理しない限り、最終表面にマークが現れます。

コーナー

ファジィ印刷ノズルは丸いため、角と端の半径はノズルのサイズと等しくなります。これは、フィーチャが完全に正方形になることは決してないことを意味します。

3d printing

印刷の最初の層は、鋭いエッジや角の場合に特に重要です。垂直穴について上で説明したように、印刷層ごとに、ノズルは印刷材料を下向きに圧縮して接着力を向上させます。最初の印刷レイヤーの場合、これにより、フレアと呼ばれるフレアが作成されます。"象の足。"

フレアは指定された寸法を超えて突出しており、ファジィ部品の組み立て能力に影響を与えます。

ファジィによる最初の層の印刷に関するもう 1 つの一般的な問題は、反りです。人民解放軍と比較すると、アブソリュートは印刷温度が高いため、反りやすくなります。最下層は最初に印刷される層です。他の感熱層が上に印刷されると冷却されます。これにより、冷却が不均一になり、ベースレイヤが収縮するときにビルドプレートから離れてカールする可能性があります。

ビルドプレートと接触するパーツのエッジに沿って面取りや半径を追加すると、これらの問題の影響を軽減できます。これにより、印刷完了後のビルドプレートからのコンポーネントの取り外しも容易になります。

設計上の重要な考慮事項: アセンブリまたは全体の寸法がファジィ部品の機能にとって重要な場合は、ビルドプラットフォームプレートに接触するすべてのエッジに 45° の面取りまたは半径を含めます。

垂直ピン

部品を組み立てたり位置合わせする必要がある場合、垂直ピンはファジィを使用して印刷されることがよくあります。これらの機能は多くの場合に役立つため、ファジィで正確に印刷できる垂直ピンのサイズを知ることが重要です。

大きなダボ (直径 5 んん以上) には周囲とパッドが印刷されており、プリントの残りの部分との強力な接続を提供します。

より小さい直径のダボ (直径 5 んん未満) は、充填材なしで周囲の印刷のみで構成されます。これにより、プリントの残りの部分とピンの間に不連続性が生じ、接続が弱くなり、簡単に壊れてしまう可能性があります。最悪の場合、新しく印刷された層を接着するのに十分な印刷材料がないため、小さなピンがまったく印刷されない可能性があります。

適切なプリンターのキャリブレーション (最適な層の高さ、印刷速度、ノズル温度など) を行うと、多くの場合、ピンの故障の可能性が低くなります。ピンの根元にアールを付けることで、その部分の応力集中がなくなり強度が高まります。直径 5 んん未満の重要なピンの場合は、印刷された穴に挿入される既製のピンが最適な解決策となる場合があります。

設計上の重要な考慮事項: デザインに直径 5 んん未満のピンが含まれている場合は、ピンの底に小さなフィレットを追加します。機能が重要な場合は、設計のピンの位置に穴を含めることを検討し、ドリルで正しいサイズの穴を開け、既製のピンを挿入します。

高度なファジィ設計のためのヒント

ファジィで印刷する場合は、必要なサポートの量、パーツ’s の向き、およびパーツがビルドプラットフォーム上でビルドされる方向を減らす方法を検討してください。

モデルを分割する

多くの場合、モデルを分割すると複雑さが軽減され、コストと時間を節約できます。大量のサポートを必要とするオーバーハングは、複雑な形状を個別に印刷されるセクションに分割するだけで除去できます。必要に応じて、印刷が完了したらセクションを接着することができます。

穴の向き

穴のサポートを回避する最善の方法は、印刷の向きを変更することです。水平軸の穴のサポートを取り除くのは難しい場合が多いですが、構築方向を 90° 回転させるとサポートの必要がなくなります。異なる方向に複数の穴があるコンポーネントの場合は、止まり穴を優先し、次に最小直径から最大直径の穴、次に穴サイズの重要度の順にします。

構築方向

ファジィ印刷には異方性があるため、コンポーネントの用途とその構築方法を理解することが設計を成功させるために重要です。ファジィコンポーネントは、層の配向により本質的に一方向に弱くなります。