Wielkogabarytowy wydruk 3D

Dodano: 06 kwi 2022

Wielkogabarytowy wydruk 3D – jak projektować duże elementy?

Duży element nie musi mieścić się w jednym kawałku na stole drukarki, żeby dało się wykonać go metodą druku 3D.

Przy wydrukach wielkogabarytowych znacznie ważniejsze od samego maksymalnego pola roboczego są sposób podziału modelu, kierunek warstw, ryzyko odkształceń, transport i późniejsze połączenie części.

Najpierw trzeba zdecydować: jeden element czy kilka segmentów?

Jeżeli model mieści się w obszarze roboczym odpowiedniej maszyny, może zostać wykonany jako jedna część.

Przy większych gabarytach często lepszym rozwiązaniem jest świadomy podział modelu na segmenty.

Podział nie powinien być przypadkowy. Trzeba uwzględnić:

• miejsce późniejszego łączenia,
• kierunek obciążeń,
• widoczność spoiny,
• możliwość dokładnego ustalenia położenia segmentów,
• dostęp do powierzchni po wydruku.

Duży wydruk oznacza większe ryzyko odkształceń

Im większy model, tym bardziej widoczne stają się zjawiska, które przy małych częściach mogą być prawie niezauważalne.

Dotyczy to między innymi skurczu materiału, podwijania narożników, różnic temperatury oraz naprężeń powstających podczas budowania kolejnych warstw.

Dlatego przy dużych elementach trzeba szczególnie uważnie dobrać:

• materiał,
• orientację,
• grubość ścian,
• wzmocnienia,
• parametry chłodzenia i temperatury.

Duży model nie zawsze powinien być pełny

Przy wielkogabarytowych częściach duże znaczenie ma sposób zaprojektowania wnętrza.

Pełna bryła może niepotrzebnie zwiększać zużycie materiału i czas procesu. W wielu zastosowaniach lepsze są odpowiednio zaprojektowane ścianki, żebra i lokalne wzmocnienia.

Nie ma jednak jednej wartości wypełnienia właściwej dla wszystkich dużych modeli. Konstrukcja powinna wynikać z funkcji elementu.

Jak łączyć duże wydruki?

Sposób połączenia zależy od materiału, geometrii i wymaganej sztywności.

W projekcie można przewidzieć między innymi:

• kołki pozycjonujące,
• zamki i pióra,
• połączenia śrubowe,
• kieszenie pod wkładki lub nakrętki,
• powierzchnie przeznaczone do klejenia.

Jeżeli część ma być klejona, warto zaplanować geometrię złącza już w modelu zamiast po wydruku próbować dopasować przypadkowo przecięte powierzchnie.

Powierzchnia dużego wydruku

Duży gabaryt nie zmienia podstawowej cechy technologii FFF: warstwy pozostają widoczne.

Jeżeli element ma charakter techniczny, często nie stanowi to problemu. W modelach ekspozycyjnych albo elementach widocznych może być potrzebne szlifowanie, szpachlowanie, gruntowanie lub malowanie.

Trzeba wtedy uwzględnić dodatkowy czas oraz fakt, że obróbka dużej powierzchni może stanowić znaczną część całego zlecenia.

Dokładność wymiarowa przy dużych częściach

Przy dużych modelach nie warto zakładać jednej tolerancji dla całej bryły.

Znacznie lepiej wskazać wymiary naprawdę istotne: rozstaw otworów, powierzchnie montażowe, miejsca połączenia segmentów albo wymiary ograniczone przez istniejącą konstrukcję.

Dzięki temu proces można przygotować pod konkretne wymagania zamiast próbować traktować cały duży model tak samo.

Transport też jest częścią projektu

Wielkogabarytowy wydruk trzeba nie tylko wykonać, ale również bezpiecznie zapakować i dostarczyć.

Bardzo duża, cienkościenna część może być trudniejsza w transporcie niż kilka segmentów, które zostaną połączone na miejscu.

Dlatego przy naprawdę dużych projektach sposób podziału modelu warto analizować również pod kątem pakowania i montażu u odbiorcy.

Kiedy wydruk wielkogabarytowy ma sens?

Duży druk 3D może być dobrym rozwiązaniem przy prototypach, obudowach, modelach testowych, oprzyrządowaniu, elementach ekspozycyjnych i częściach wykonywanych w niewielkiej liczbie.

Nie zawsze będzie jednak najlepszą metodą dla prostych elementów płytowych, bardzo dużych konstrukcji albo części wymagających właściwości typowych dla metalu.

W takich przypadkach warto porównać druk 3D z innymi metodami wykonania.

Co przesłać do wyceny dużego modelu?

Najbardziej przydatny jest gotowy plik STL, STEP lub STP oraz informacja o docelowym zastosowaniu.

Przy dużych częściach warto dodatkowo wskazać:

• wymiary krytyczne,
• miejsca, w których model może być dzielony,
• oczekiwany sposób łączenia,
• wymagania dotyczące powierzchni,
• warunki pracy gotowego elementu.

Na tej podstawie można zdecydować, czy lepiej wykonać model w jednym kawałku, czy świadomie podzielić go na kilka segmentów.