Особенности разработки моделей для 3D печати - прочность и вес

Третий пост про особенности создания моделей для 3D печати, на этот раз затронем прочность детали и ее вес.

Предыдущие статьи:

Второй пост про правильные фаски и отверстия.

Первый пост про точность и усадку.

Скажем так, я попытаюсь до вас донести, как сделать одновременно прочную и легкую деталь, затратив меньше пластика и при этом получить нечто красивое и ажурное. И да - это возможно.

Простой вопрос - как сделать обычный элемент бруска легче, не потеряв в прочности? Самый простой ответ - снизить заполнение и напечатать его на длинном узком ребре. И кстати, еще один очевидный ответ - увеличьте количество обходов периметра - со стандартных 3 до 4-6.Заметьте - никакой магии. Просто немного напрягли мозг.

Второй ответ - сделайте внутренний вырез.Теперь на излом по широкой части будут сопротивляться не 2 периметра, а 4. А если увеличить количество обходов (perimeter shells), то получим очень прочную деталь или часть детали, которой практически стало все равно, в каком положении печатать. Все видели фермы мостов? Это оно. При видимой ажурности мы получаем вполне прочную и легкую деталь. И не забываем использовать закругление. Про это я писал еще во второй статье.

Все помнят, что наибольшая прочность при 3D печати методом FDM лежит в горизонтальной плоскости XY? А по оси Z она снижается и сильно зависит от материала и условий печати.

Пример чуть сложнее - поддерживающий уголок. Тоже не важно, деталь это или часть детали.Самый простой способ - снижаем его толщину и добавляем ребра на бедра. (Хм....) Проще картинкой показать.Не забываем закругления!

Минус данного способа - в горизонтальном положении печатается только с поддержками. Что не очень. Можно печатать на ребрах, но нужно четко отслеживать положение - прочность будет разная по осям.

Ну и естественно наши любимые вырезы:Надеюсь, все более и менее понятно.

Деталь легкая и прочная, что и требовалось доказать.

Теперь о практическом применении. Рассмотрим частный случай.

Наткнулся тут недавно на статью о печатных квадрокоптерах. Первое, что отметил глаз, какие же у них уродливые лучи (rod) - то, на чем электромоторы держатся.

Как вам это?Причем, все что там требуется - жесткость по оси Z. И все.

Делаем легче и красивее без потери жесткости.Легко, не так ли? Продолжаем.Еще легче?Легкий и красивый вариант. А необходимая прочность осталась на том же уровне.

И еще очень полезное применение вырезов - в 3D печати они снижает внутреннее напряжение детали, вызванное неравномерным остыванием слоев. Вероятность повреждения детали из ABS в этом случае падает. То самое расслоение или отлипание детали.

Давайте разрабатывать красивые, прочные и легкие детали.

Всем peace и бобра!