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Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ

Markforged複合フィラメントは3Dプリントパーツに優れた強度と剛性を与えますが、あらゆる製造技術と同様、設計がその能力に合わせられているときに最高の性能を発揮します。補強可能な最小フィーチャーサイズを理解することは、信頼性の高い高性能コンポーネントを作るために不可欠です。

薄肉セクションの補強

最適な補強を得るには、複合フィラメントがパーツの外側ナイロンシェルの間を流れる必要があります。セクションが狭すぎると、フィラメントを正しく積層できず、構造的完全性が損なわれます。設計ツールEigerでは、同心ファイバーパターンを使って、狭い形状を貫く単一の連続ファイバーパスを作成します。あるいは、他の場所に追加補強が必要なら、等方性ファイバーパターンと少なくとも1つの同心リングを組み合わせます。

Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ

連続ループが可能な場合、幅1mmの単一ファイバーパスをセクション横に敷設できます。両側の2層ナイロンシェルを加えると、ファイバー補強に必要な最小厚みは約2.9mmになります。設計者は、ファイバー補強が必要な薄肉領域に少なくともこの寸法を確保すべきです。

Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ
Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ

突出フィーチャーの扱い

メインボディから突出したフィーチャー(ベーン、タービンブレード、プロペラなど)は、しばしば片端のみで接続されます。この場合、フィラメントは同心リングを形成するために折り返す必要があり、幅1mmのパスが2本必要です。したがって、突出フィーチャーの最小幅は3.8mmです。

Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ
Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ

実用例: ギアとスプロケット

ギア歯やスプロケットコグを補強する場合、ファイバーは歯底から歯先まで貫く必要があります。歯先で幅が3.8mm未満にテーパーしている歯では、全長補強は不可能で、局所的な弱点が残る可能性があります。純プラスチック版よりは優れていますが、設計者は歯先で3.8mmの最小値を維持する歯プロファイルを目指すべきです。

Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ
Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ

より小さなギアでは、ファイバーで歯の大部分を補強できますが、歯先が比較的弱く残る可能性があることを認識すべきです。

Markforged複合フィラメントで設計する: 最適補強のための最小フィーチャーサイズ

重要ポイント

  • 両端接続の薄肉セクション最小幅: 2.9mm
  • 突出フィーチャー最小幅: 3.8mm
  • 同心ファイバーパターンで単一連続ファイバーパスを確保
  • ギアなど重要コンポーネントでは歯先で3.8mm閾値を維持し、局所弱点を回避

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