Impressão 3D: dicas rápidas De design CAD para objeto impresso

Siemens PLM Software

Se você está usando a impressão 3D para sua diversão ou sua renda, o núcleo do processo de impressão é o design. Se você está acostumado com a manufatura tradicional, descobrirá que sua abordagem de design e fabricação precisa mudar para a impressao 3D.Quando seu projeto estiver concluído, há etapas de pós-projeto, incluindo a orientação do modelo e a configuração de parâmetros, que podem ajudar a garantir que sua impressão seja exibida como pretendido.Como consideração adicional, a maioria das impressoras podem imprimir com uma porcentagem de preenchimento. Entender o preenchi-mento, pode te ajudar a imprimir um objeto que não se deforma ou quebra, usando muito menos material e permitindo uma impressão mais rápida.

Um fator final no sucesso ou fracasso da sua impressão 3D é se ela é presa com segurança ao leito de impressão; uma impressão que se desprenda durante a impressão fará todo trabalho para nada.

Neste eBook, ajudaremos você a entender o processo de impressão 3D e ofereceremos dicas fáceis de aplicação para o projeto, além de técnicas pós-design para facilitar a impressão e estratégias que garantem que sua impres-são seja anexada à sua área.

Este eBook lida, principalmente, com dicas para impres-soras de estilo de modelagem de deposição fundida (FDM), embora os usuários com outros tipos de impres-soras possam achar útil também.

Projetando para impressao 3D: Dicas rápidas

Objeto de design em CAD 3D

Salvar objeto como arquivo STL

Abrir arquivo no meca-nismo de fatiamento

Orientar o objeto para melhor impressão

Definir os parâmetros de impressão

Enviar objeto para impres-sora 3D

Impressão pós-processo (limpeza)

O processo de impressão 3D

Independente das tecnologias de impressão e métodos que você usa, o processo de obter uma impressão 3D real é o mesmo.

Projete seu objeto

Todas as impressões 3D começam com um design. Quando o design que você deseja imprimir é de sua autoria, você precisará usar um software de modela-gem 3D ou CAD (computer-aided design, projeto assistido por computador) para transformar sua ideia em realidade. O objeto pode ser tão simples ou complexo quanto você quiser, embora seja melhor evitar modelos muito finos ou pequenos.Salve o arquivo em um formato compatível com a impressãoPara obter qualquer objeto para imprimir, ele deve ser salvo como um arquivo de impressão, como uma exten-são de arquivo .stl (STL). O STL é o formato padrão de fato para impressão. Esse tipo de arquivo divide a superfí-cie de um objeto em triângulos para produzir a forma. Formas mais fáceis exigem menos triângulos, enquanto quanto mais complexa a forma, mais triângulos podem ser necessários. Existem outros formatos usados para impressão 3D hoje, por exemplo, o formato * .3MF desenvolvido pela Microsoft, mas o STL ainda é o mais comum.Salvar um arquivo (CAD) é tão fácil quanto salvar como. No entanto, a qualidade da impressão pode ser melhorada ajustando algumas configurações ao salvar em STL, como a tolerância de conversão e o ângulo do plano. Quanto menor o fator de conversão e melhor o ângulo, mais suave será a impressão.

Abra o arquivo em um mecanismo de fatiamentoA maioria das impressoras 3D, se não todas, sai da caixa com seus próprios mecanismos de fatiamento. Um mecanismo de fatiamento pegará o arquivo STL CAD e o dividirá em camadas individuais e, em seguida, gerará o código que a impressora usa para imprimir o arquivo.

Orientar o modelo no espaço de construção model in the build spaceDepois que os parâmetros de construção tiverem sido definidos, o modelo ou os modelos devem ser aninhados na placa de construção. Vários itens podem ser aninha-dos em uma única placa de compilação; Isso significa que o tempo de compilação é maior do que a impressão de um único objeto, mas deve levar menos tempo no geral. Discutiremos dicas para orientar seu modelo mais adiante neste e-book.

Definir os parâmetrosO software de fatiamento permite ao usuário controlar parâmetros como velocidade, vazão, temperatura do bocal e temperatura da placa de construção.

A maioria dos mecanismos de slicing tem configurações fáceis, especialmente para iniciantes. No entanto, a maioria também possui configurações mais avançadas para permitir que usuários experientes obtenham as melhores impressões possíveis. Você pode ajustar a porcentagem de preenchimento, quanto material de suporte é necessário e que tipo de balsa você deseja

(uma base pequena e fina que é impressa para uma boa base para a impressão que pode ser retirada). As variáveis são infinitas, dependendo da marca da impressora, mas são fáceis o suficiente para passar.

Envie o arquivo de código G para a impressora

Uma vez que os parâmetros forem definidos e você estiver satisfeito com o aninhamento, orientação e qualidade, então é hora de imprimir! Basta clicar em “enviar para a impressora” ou imprimir, e em seguida, encontrar algo para fazer enquanto espera que sua parte física seja impressa, o que pode levar de alguns minutos a algumas horas, dependendo da complexidade do seu design.

Pós-processamentoO pós-processamento consiste em separar a impressão da placa de impressão e remover qualquer material de suporte por fusão, encaixe ou dissolução (com base nas especificações da impressora). Um lixamento leve ou uma boa limpeza podem ser necessários, mas uma impressão feita corretamente deve ficar muito boa. O pós-processamento também pode incluir a colocação de impressões plásticas em um saco de acetona para alisa-mento, colagem a outros objetos (se seu design for maior que sua impressora 3D ou determinadas peças ou objeto possui orientação diferente para a impressora 3D), furos e pintura.

Projete com sua impressora 3D em mente

Evite cantos afiadosVocê pode evitar esse resultado com duas correções fáceis: adicione chanfros para facilitar as transições ou adicione filetes para facilitar o canto e gradualmente aumentar a superfície vertical. A adição de rodadas também reforçará esses pontos, pois os cantos agudos tendem a quebrar mais facilmente.

Evite paredes finas / pequenos recursosA tecnologia FDM faz a extrusão do plástico quente através de um bocal para imprimir cada camada do seu objeto. O plástico extrudido só pode ser afinado até certo ponto, o que é controlado pelo tamanho do orifício e pela velocidade da cabeça móvel. Estruturas de paredes muito finas não imprimem bem e podem acabar em uma confusão complicada. Se eles são capazes de ser impresso, eles tendem a ser frágeis e facilmente quebrado.

Evite paredes muito grossasSe as suas paredes forem muito grossas, por outro lado, sua impressão pode se tornar quebradiça, o que pode causar rachaduras nas paredes. Isso é especialmente importante quando você começa a imprimir com mate-riais diferentes, pois a espessura excessiva pode criar tensão interna durante o processo de impressão. Mesmo quando se trabalha com plástico, as paredes que são muito grossas também usam uma quantidade desneces-sária de filamentos, e podem levar mais tempo para serem impressas.

Evite grandes saliênciasEmbora eles possam criar formas e superfícies incríveis, as impressoras 3D não podem imprimir no ar. Em qual-quer lugar haja um vazio com material acima, o material de suporte deve ser usado. A maioria das segmentações de dados faz isso automaticamente, mas os parâmetros podem ser usados para determinar como a estrutura de suporte é orientada e quanto é usada. As impressoras de

bico único criam uma série de colunas finas que devem ser removidas, o que podem levar a superfícies pouco lisas. Por esse motivo, é melhor reduzir grandes saliên-cias, quando possível, para minimizar a necessidade de estruturas de suporte.Se for necessário usar uma grande saliência, tente orientar a impressão de cabeça para baixo. A maioria das impressoras pode suportar até uma projeção de 45 graus. Em certas alturas, a ponta da saliência pode encordar um pouco. Isso pode exigir alguns testes de tentativa e erro para determinar o que a sua impressora pode manipular.

Buracos vão encolherTenha em mente que sua peça será impressa usando plástico aquecido, que encolhe devido ao processo de resfriamento. Por esse motivo, furos e recursos críticos podem precisar ser superdimensionados para garantir que estejam próximos ao tamanho correto após a impressão.

Se seu objeto exigir um furo com uma tolerância aper-tada, no entanto, é melhor imprimir em 3D o orifício menor do que o necessário e, em seguida, ampliar o orifício com a broca de tamanho adequado. Isso vale especialmente para furos paralelos ao leito de impressão.

Faça uso de pés de elefantePara objetos que não têm muita área de superfície entrando em contato com a superfície de compilação, você corre o risco de a impressão ficar solta. Evite isso incorporando os pés de elefante as pernas do modelo que vão até a placa de construção: expanda a geometria do modelo para adicionar material à medida que a perna alcança a placa de construção.

Existem outras maneiras de se certificar de que você está anexando seu objeto corretamente à placa de criação e falaremos sobre isso em algumas páginas.

Manter as estratégias de design em mente facilitará a impressão, mas também tem alguns truques de pós-de-sign que você deve conhecer.

Orientar os objetos redondos voltados para baixoOriente o modelo para usar a menor quantidade de material de suporte, idealmente com planos grandes e planos em contato com o leito de impressão. Também oriente objetos redondos ou cilíndricos com os lados arredondados voltados para cima em direção ao bico da impressora; Se você olhar para baixo a partir do topo do painterite, você poderá ver o círculo dos objetos redon-dos. A impressão desta maneira, confirma que a impressão sai o mais simétrica possível e fornece uma forma arredondada estruturalmente sólida.

Imprimir vazios e furos na verticalSe houver algum vazio em seu modelo (como um tubo quadrado), tente orientá-lo verticalmente para reduzir a quantidade de material de suporte. Se você colocar um tubo para baixo e imprimi-lo, toda a forma interna preci-sará de suporte, mas, em pé, não precisa de nenhum.

Isso também se aplica a furos: Para obter o furo mais concêntrico, é melhor que a impressora crie o furo verti-calmente, fazendo anéis empilhados. Isso evita que os buracos caiam ou se espalhem para as ovais.

Definir parâmetros de qualidadeParâmetros de qualidade, como a tolerância de conver-são para as configurações STL e slicer, podem dar à sua impressão uma qualidade de superfície que rivaliza com uma peça fabricada. Mas maior qualidade significa tempos de impressão mais longos. Pense no seu propó-sito ao determinar a qualidade de impressão: este é o produto final ou um protótipo? Será visível ou coberto?

A qualidade também afeta a forma de quaisquer furos no seu design. Buracos em arquivos CAD são apenas um monte de pequenas linhas retas em ângulos entre si. Quanto maior a qualidade do STL salvo, menos o buraco parecerá com um octógono.

Conheça esses truques de pós-design

Diminuir a espessura da camadaPara a melhor qualidade, especialmente para impressoras FDM, a redução da espessura da camada resulta em uma impressão de qualidade mais fina. Isso aumenta o tempo de impressão, mas os resultados finais valem a pena!

Otimizar o preenchimentoObjetos não precisam ser impressos como uma forma sólida para integridade estrutural. Muito parecido com a estrutura de favo de mel produzida pelas abelhas, as impressoras podem criar um padrão de preenchimento, que equilibra a força e a economia valiosa de filamentos. No entanto, se você estiver usando sua impressão como um protótipo para testar a resistência de um objeto, que será fabricado tradicionalmente ou planeja colocá-lo sob certos tipos de tensão ou pressão, a impressão sólida pode ser o caminho a percorrer.

Considere seus materiaisConsidere cuidadosamente seu material para uma impressão bem-sucedida. Cada material tem proprieda-des diferentes; Por exemplo, poliuretano termoplástico (TPU) e ácido polilático (PLA) têm pontos de fusão mais baixos que o acrilonitrila butadieno estireno (ABS). O tipo de material também deve ser um fator ao considerar estruturas de suporte. Um objeto impresso em PLA pode ter suportes feitos de PLA, já que eles são relativamente fáceis de retirar da impressão final. Mas o ABS precisa de um material de suporte separado e é melhor deixar o TPU sem suporte.

Sólido nem sempre é melhor na impressão 3D. Embora a impressão de um objeto sólido possa ter suas vantagens, o preenchimento pode economizar tempo e filamento preciosos.

A capacidade de imprimir um objeto com uma porcenta-gem de preenchimento é um recurso exclusivo da impressão 3D. E você não precisa projetar o preenchi-mento em seu objeto, pois o mecanismo de fatiamento cuidará disso para você. Geralmente, a única entrada necessária é para definir uma porcentagem - quanto mais próximo de 100%, mais sólido será seu objeto - e selecio-nar um padrão, se aplicável, para a sua impressora.

Além de economizar tempo e filamento, o preenchi-mento tem uma série de vantagens.

O preenchimento impede o empenamentoA impressão de objetos grandes como um grande pedaço de plástico, tornará sua impressão propensa a deforma-ção. O uso de um percentual inferior de preenchimento, permite que o ar flua sobre a peça à medida que ela é impressa, resultando em resfriamento mais uniforme e evitando o empenamento.

O preenchimento não compromete a forçaImprimir em um padrão de preenchimento não equivale a uma impressão fraca. Em muitos casos, você descobrirá que a impressão criada com o preenchimento é forte o suficiente para as suas necessidades, é mais leve e usa menos material.

Função pode determinar o padrão de preenchimentoA maioria das segmentações oferece uma variedade de padrões de preenchimento - saber qual é o melhor para você pode depender do objetivo do objeto impresso. Um preenchimento retangular padrão é ótimo para facilitar a impressão, enquanto formas de favo de mel e triângulo criam resistência adicional. E os padrões de preenchi-mento, como ondas ou ondulações, podem ajudar seu objeto a se dobrar ou torcer.

Algumas palavras sobre o preenchimento

Qual é a porcentagem correta de preenchimento?No geral, a força do seu objeto aumenta à medida que sua porcentagem de preenchimento aumenta. A configu-ração de preenchimento padrão na maioria das impressoras é de cerca de 20%, e isso é bom para alguns aplicativos, mas nem tanto para outros. Pense no estresse que será colocado em seu objeto, e aumente o

preenchimento de objetos ou áreas que precisam de mais força. Se um objeto não precisar ser muito forte, reduzirá o preenchimento o máximo possível para acelerar a impressão e salvar o preenchimento.

Você provavelmente descobrirá que determinar o percen-tual certo de preenchimento para suas necessidades vem de um teste de tentativa e erro.

Saia, borda e jangada: os termos podem parecer engraça-dos, mas descrevem três maneiras principais de anexar sua impressão 3D à cama. Vamos revisar cada forma e seus usos.

SaiaCom uma saia, basta criar várias voltas de pista ao redor do objeto no início da etapa de impressão para garantir que o plástico esteja fluindo. A saia não se liga ao objeto. A saia envolve sua impressão e ajuda a preparar sua impressora estilo FDM. Com uma saia, o bocal da impres-sora obtém um bom fluxo de termoplástico maleável e quente antes de iniciar a construção. Isso garante boa aderência à cama de impressão e um objeto agradável e suave.

BordaA borda é uma ampla área impressa conectada ao seu objeto principal, adjacente à área de cobertura do objeto (como uma aba de chapéu). A borda é quase como uma saia, exceto pelo fato de que ela é anexada ao modelo. Além dos benefícios de uma saia, a aba tem a vantagem adicional de segurar as bordas da impressão na cama.

Além disso, ao imprimir um objeto, muitas vezes a parte externa da impressão esfria mais rapidamente do que o meio, o que pode fazer com que as bordas se enrole. Usar uma aba ajuda a evitar o enrolamento segurando as bordas para baixo.

JangadaUma jangada é uma base destacável - uma plataforma de treliça fina - sob o objeto inteiro (assim o objeto está sentado na jangada). Para criar uma balsa, a impressora colocará uma placa plana de duas ou três camadas antes de imprimir o objeto.

Jangadas fornecem excelente aderência de cama, bem como uma base robusta para a impressão. Isso é espe-cialmente benéfico para impressões muito pequenas, impressões com formatos estranhos que não se prendem bem a uma cama, bem como objetos com paredes finas.

Decida como anexar sua impressão 3D à cama

A maioria das balsas se solta facilmente quando a impres-são é concluída.

Uma dica para impressoras que não possuem camas aquecidasAs lanchas também são úteis quando se trabalha com uma impressora que não tenha uma cama aquecida, tornando a aderência à cama um obstáculo.

Um método alternativo é usar a fita do pintor na plata-forma da cama, confirmando se as bordas da fita se enrolam ao redor dos lados da cama, se possível (isso ajuda a preservar o leito de impressão também). Você também pode usar fita kapton para isso, mas o preço geralmente é mais alto.

Se a deformação ainda estiver acontecendo ou se as impressões estiverem soltas, use uma cola lavável na fita do pintor para adicionar um pouco mais de aderência.

Antecipe as necessidades de design de sua impres-sora 3D e prepare seu modelo com impressão 3D em menteO design eficaz para impressão 3D é uma combinação de compreensão do processo de impressão e adaptação a ele; e entender os objetivos para o seu objeto e projetar com esses objetivos em mente. Praticar essas técnicas de design e manter o objetivo do projeto de impressão em mente ajudará a otimizar o desempenho.

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