چرا قسمت پرینت سه بعدی من تاب می خورد؟

Warping در پرینت سه بعدی چیست؟

تاب برداشتن زمانی اتفاق می‌افتد که یک قطعه چاپ شده از هندسه CAD مورد نظر خود به دلیل تنش‌های داخلی ناهمواری که در طول گرمایش، خنک‌سازی یا انجماد ایجاد می‌شود، تغییر شکل می‌دهد.

فیزیک پشت مشکل (به زبان انگلیسی ساده)

مواد وقتی گرم می شوند منبسط می شوند و وقتی سرد می شوند منقبض می شوند. در پرینت سه بعدی، بخش‌های مختلف یک قطعه با سرعت‌های متفاوتی خنک می‌شوند و باعث ایجاد گرادیان‌های دما می‌شوند. این شیب ها تنش های پسماند ایجاد می کنند که قطعه را از شکل خارج می کند. مواد با نرخ انقباض بالاتر یا مدیریت حرارتی ضعیف به ویژه آسیب پذیر هستند. این دلایل اصلی تاب برداشتن پرینت سه بعدی در SLS، SLM و سایر فرآیندهای افزودنی ظاهر می شود.

تاب برداشتن در مقابل اعوجاج در مقابل انقباض چه تفاوتی دارد؟

تیم ها اغلب این شرایط را با هم مخلوط می کنند که ارتباط با تامین کنندگان را پیچیده می کند:

انقباض: کاهش اندازه کلی قابل پیش بینی.

تاب برداشتن: خم شدن یا انحنای ناهموار، معمولاً در لبه ها و سطوح صاف.

اعوجاج: هر گونه انحراف هندسی گسترده تر، از جمله پیچش یا تغییر ویژگی.

اصطلاحات واضح به هنگام عیب یابی چگونگی رفع تاب برداشتن در پرینت سه بعدی فلزی یا قطعات SLS کمک می کند.

چقدر می تواند جدی شود؟ (اعداد واقعی)

شدت تاب برداشتن بسیار متفاوت است. در اینجا یک معیار عملی بر اساس داده های واقعی تولید آورده شده است:

جدول 1: محدوده تاب برداشتن/انقباض معمولی بر اساس فرآیند و مواد

توجه: محدوده بر اساس EOS و داده های صنعت. نتایج واقعی به شدت به هندسه، پارامترها و پردازش پست{1}} بستگی دارد.

تاب برداشتن در پرینت سه بعدی نایلونی

نایلون (PA12 و PA11) ماده‌ای-برای قطعات کاربردی است، اما همچنان یکی از پلیمرهای مستعد تاب خوردن-است.

چرا نایلون (PA12 / PA11) مستعد رطوبت و استرس حرارتی است؟

بسیاری از مهندسان تصور می کنند که قطعات نایلونی SLS در برابر تاب خوردگی مصون هستند زیرا پودر اطراف آن پشتیبانی می کند. در حقیقت، جذب رطوبت قوی و ساختار کریستالی نایلون باعث تغییرات عمده در ابعاد می شود. در تجربه تولید ما، قطعات چاپ شده با محتوای پودر بازیافتی بالا می توانند به دلیل رفتار انقباض ناسازگار شاهد افزایش تاب خوردگی 30-50٪ باشند. این امر استراتژی های محلول تاب برداشتن نایلون PA12 را ضروری می کند.

سناریوهای خاص که در آن قطعات نایلونی شکست می خورند هندسه

تاب برداشتن محفظه نایلونی SLS بزرگ، سازه‌های{0}}دیواره نازک، و طرح‌های نامتقارن اغلب الزامات مسطح بودن را برآورده نمی‌کنند. ما دیده‌ایم که مشتریان هوافضا و خودرو قطعات قوی دیگری دریافت می‌کنند که نمی‌توانستند تحمل مونتاژ را در موارد تاب برداشتن نمونه اولیه برآورده کنند.

راه حل های اثبات شده برای تاب برداشتن نایلون

طراحی: از ضخامت دیوار یکنواخت استفاده کنید (از مناطق مسطح بزرگ خودداری کنید)، دنده های تقویت کننده را اضافه کنید و تقارن را به کار ببرید.

فرآیند: نرخ تازه سازی پودر بهینه را حفظ کنید (معمولا<50% aged powder) and controlled cooling.

پردازش{0}}پست: با وسایل سفارشی آنیل کنید تا استرس را کاهش دهید.

یک سرویس چاپ سه بعدی نایلون یا کارخانه چاپ سه بعدی نایلون باید این خطرات را در طول بررسی DFM علامت گذاری کند و تنظیمات را قبل از ساخت پیشنهاد دهد.

تاب برداشتن در TPU و چاپ مواد قابل انعطاف نوع متفاوتی از مشکل

مواد انعطاف پذیر چالش های تغییر شکل منحصر به فردی را معرفی می کنند.

چرا مواد منعطف در زیر گرما رفتار متفاوتی دارند؟

TPU دارای مدول الاستیک پایینی است که آن را در برابر ترک مقاوم می‌کند اما در معرض اعوجاج قطعات انعطاف‌پذیر TPU از طریق خزش الاستیک یا مجموعه دائمی تحت گرما یا بار پایدار است.

حالت های رایج خرابی در قطعات TPU SLS

مهر و موم، لولاهای انعطاف پذیر، و لرزش گیرها قربانیان رایج هستند. در حالی کهخدمات چاپ TPU SLSقطعات معمولاً سختی Shore خود را حفظ می‌کنند، اگر شرایط خنک‌سازی یا ذخیره‌سازی به دقت مدیریت نشود، می‌توانند ابعاد حیاتی خود را از دست بدهند. این به طور مستقیم به نحوه جلوگیری از تاب برداشتن در چاپ SLS مربوط می شود.

چگونه قطعات TPU پایدار بعدی را بدست آوریم

استراتژی‌های پشتیبانی مناسب را اجرا کنید، از وسایل خنک‌کننده کنترل‌شده استفاده کنید، و قطعات را در شرایط خشک و دمای پایدار{0}} ذخیره کنید. شیوه‌های ذخیره‌سازی پس از چاپ می‌تواند هندسه نهایی را تقریباً به اندازه خود ساخت تحت تأثیر قرار دهد.

جدول 2: TPU در مقابل نایلون SLS - مقایسه خطر تاب برداشتن

تاب برداشتن در پرینت سه بعدی فلزی سخت ترین مشکل برای حل

قطعات فلزی اغلب سخت ترین چالش های تاب برداشتن را ارائه می دهند.

چرا قطعات فلزی بیشتر از پلاستیک می پیچند (و علم پشت آن)

فلزات دارای هدایت حرارتی و ضرایب انبساط حرارتی (CTE) به طور قابل توجهی نسبت به پلیمرها هستند. چرخه‌های سرد ذوب-سریع در فرآیندهای خدمات چاپ سه‌بعدی فلز، شیب دمایی شدید و تنش‌های پسماند قابل‌توجهی ایجاد می‌کنند که منجر به تغییر شکل چاپ سه‌بعدی فلز می‌شود.

کدام فلزات بیشتر در معرض خطر هستند؟

جدول 3: خطر تاب برداشتن بر اساس مواد فلزی (DMLS/SLM)

داده های سنتز شده از یادداشت های برنامه Concept Laser / EOS.

ساختارهای پشتیبانی

ساپورت ها به لنگر انداختن قطعات و مدیریت گرما کمک می کنند، اما می توانند تنش های جدیدی را در حین حذف ایجاد کنند. طراحی هوشمند درخدمات پرینت سه بعدی فلزیحجم پشتیبانی را با حفظ ثبات به حداقل می رساند.

گرما درمانی و کاهش استرس

بازپخت{0}}تسکین استرس و فشار ایزواستاتیک داغ (HIP) اغلب مورد نیاز است. پروژه های هوافضا (AS9100) و پزشکی (ISO 13485) معیارهای پذیرش ویژه ای دارند که یک کارخانه قطعات پرینت سه بعدی سفارشی قابل اعتماد باید دائماً آنها را رعایت کند.

چگونه هندسه هوشمند از تاب برداشتن قبل از شروع چاپ جلوگیری می کند

قوانین ضخامت دیوار که در واقع کار می کنند

هدف ضخامت یکنواخت متناسب با مواد. خیلی نازک (<0.8–1.0 mm for nylon) promotes warping; excessively thick sections can cause internal cracking or sink marks.

جهت گیری بیشتر از آن چیزی است که بیشتر مردم فکر می کنند

آیا تامین کننده شما در مورد جهت گیری ساخت با شما صحبت کرده است؟ تراز کردن سطوح بحرانی در زوایای 45 درجه و بهینه سازی جهت بار می تواند در بسیاری از موارد تاب برداشتن را تا 40 تا 60 درصد کاهش دهد.

افزودن دنده، فیله، و تقارن - نکات کاربردی DFM

این اصلاحات ساده استرس را به طور موثر توزیع می کند. هنگام کار با کارخانه قطعات پرینت سه بعدی که بررسی های کامل DFM را ارائه می دهد، می توان از اکثر مشکلات تاب برداشتن زود هنگام کار کرد.

فرآیند{0}}اصلاحات جانبی

کنترل دمای محفظه ساخت و نرخ خنک کننده

دمای محفظه یکنواخت و خنک شدن تدریجی بسیار مهم است. تجهیزات بودجه اغلب فاقد دقت مورد نیاز برای نتایج ثابت هستند.

کیفیت پودر و نرخ تازه‌سازی (SLS-ویژه)

نسبت های بالای پودر کهنه درخدمات پرینت سه بعدی نایلونو اجرای سرویس چاپ TPU SLS تنوع انقباض را افزایش می دهد. توصیه می کنیم نسبت پودر تازه را بالای 50% برای قطعات با تحمل{2} سفت نگه دارید.

ارسال{0}}پردازش که تاب برداشتن را برطرف می‌کند (یا باعث می‌شود).

بازپخت صحیح با فیکسچرها به کاهش استرس کمک می کند. با این حال، ماشین‌کاری نادرست CNC می‌تواند باعث ایجاد اعوجاج‌های جدیدی شود. تیم های باتجربه سازنده پرینت سه بعدی فلزی این مراحل را به دقت ترتیب می دهند.

اکنون تماس بگیرید

تاب برداشتن پرینت سه بعدی به ندرت تصادفی است - از تأثیر متقابل خواص مواد، تصمیمات طراحی، پارامترهای فرآیند و تخصص تامین کننده ناشی می شود. خبر خوب این است که بسیاری از مشکلات تاب برداشتن در اوایل چرخه توسعه کاملاً قابل پیشگیری هستند.

برای از بین بردن مشکلات تاب برداشتن آماده اید؟ امروز فایل های خود را برای بررسی رایگان DFM و نقل قول دقیق ارسال کنید. تیم ما در ارائه راه حل های کارخانه قطعات پرینت سه بعدی با کیفیت بالا و پایدار در نایلون، TPU و فلز تخصص دارد.

مراجع

گزارش Wohlers 2023: بازار جهانی تولید مواد افزودنی و داده‌های مواد

MarketsandMarkets 2024: پیش‌بینی بازار SLS و فلز AM

ASTM F3049 / ISO/ASTM 52900: استانداردهای مشخصات مواد AM

EOS GmbH Technical White Papers: SLS PA12 / داده انقباض TPU

نکات کاربردی لیزر مفهومی / EOS: دستورالعمل‌های عملیات حرارتی و تنش باقیمانده DMLS