3D プリント パーツの向き:強度、精度、表面仕上げに与える影響
最小の z 高さを提供する方向を選択することは、非常に簡単に思えるかもしれません。したがって、ビルド時間が最も速くなります。ただし、Z 高さのみの方向付けは、パーツの要件に関して常に最も意味があるとは限りません。 3D プリントのパーツの向きを考える際に関係する技術的要因が他にもいくつかあります。 3D プリント、特にステレオリソグラフィー (SLA) の部品の向きについて考えるときは、鉛筆を思い浮かべてください。この鉛筆を 1 層ずつ水平または垂直に 3D プリントするには何が必要でしょうか?横向きにすると平らになるため、横向きに印刷すると時間がかかりません。縦向きに印刷すると、背が高く、より多くの描画レイヤーを順番に積み重ねる必要があるため、かなり時間がかかります.また、鉛筆を縦に印刷する場合に比べて、横に印刷すると、より多くのサポート構造が必要になり、完成品を完成させるためにそれらを取り除くのに追加の時間が必要になります。そのため、方向の選択は、鉛筆の強度要件または表面仕上げ要件に帰着する可能性があり、部品を斜めに向けたい場合もあります。ステレオリソグラフィーのビルド方向を選択する際には、いくつかの考慮事項があります。始めましょう!
強度のための 3D プリント パーツの向き
最初に、3D プリント層の形成とパーツに対する外部パーツの力の一般的な意味を説明する簡単な図を見てみましょう。引張力が層に対して垂直または垂直である場合、パーツの脆弱性が発生する傾向があります。張力が層と平行または一直線に並んでいる場合、部品はより強くなります。力がレイヤーに対して垂直である場合、パーツは通常、力がレイヤーと一致している場合よりも多くの圧縮に対応できます。 2 つのポイントが適用されます:
<オール>鉛筆の理論的なケースでは、使用時に鉛筆が受ける張力と曲げ力を考慮して、水平方向のビルド方向が機能する可能性があります。これらのガイドラインは、Fused Deposition Modeling (FDM) パーツに常に適用されることに注意してください。 SLA 部品は、層が化学的に結合されているため、FDM 部品よりも異方性がはるかに小さく、SLA で達成される解像度は FDM よりもはるかに高くなります。ただし、熱硬化性材料では、重要な部品の機能の強度を最大化するために、部品の向きについて追加の考慮が必要になる場合があります。
上の図のように配置された 3D プリント パーツには、収縮差が存在します。小さな断面積から大きな断面積への急速な移行により、この部分が収縮しました。 収縮差を避けるための配向
一般に、パーツ内の材料の分布が不均等であるほど、収縮差として知られる現象が発生しやすくなります。特定の部品の形状とサイズは、材料の前の層からの適切なサポートが含まれていないため、本質的に収縮する可能性が高くなります.これを説明するために、大文字の「H」を考えてみてください。クロスバー セクションが層ごとに中央に現れると、支持脚が内側に引っ張られやすくなり、下部近くでパーツが湾曲します。収縮差を防ぐには、いくつかのオプションがあります。多くの場合、SLA 部品を角度を付けて構築して表面積を減らし、各層にかかる全体的な応力を減らします。これは、部品の寸法と公差精度の向上にも役立ちます。また、形成される各層がその下の層と同じ表面積になるように、横たわって部品を構築し、大きな断面のスイングがないようにします。重要な寸法または高解像度のパーツ フィーチャが必要な場合は、パーツの上向きの面にこれらのフィーチャが配置されるようにパーツを配置することをお勧めします。パーツを斜めに構築すると、外観が重要な場合、パーツの表面仕上げが理想的でなくなる可能性があることに注意してください。
収縮差は、成形品の断面の小さな変化から大きな変化をなくすように方向付けするか (上図)、または成形品を斜めに配置する (右図) ことで回避できます。
滑らかで見た目の良いフィーチャーが目標の場合は、パーツを垂直に作成します。斜めに構築すると、斜めの円柱に示されているようにレイヤー ラインが表示されます。
目的の表面仕上げを達成するためのオリエンテーション
見本市や展示で使用するために部品の表面仕上げが重要な場合は、角度を付けずに部品を平らに構築する傾向があります。上面は滑らかで、寸法精度が高くなりやすいため、重要な機能はすべて上向きにする必要があります。一方、パーツが下向きに構築されている場合、取り外して爆破する必要があるサポート構造により、光沢効果が失われます。
平置きで造られた「H」に光沢感が出ています。斜めに構築された「H」は、レイヤー ラインと、それらがテキストに与える視覚効果を強調します。
経験則として、当社のチームは最高品質の部品を提供するために別の向きを選択する場合があります。心に留めておくべき重要な点の 1 つは、目的のパーツの向き (水平か垂直か) を指定しない場合、可能な限り短いビルド時間を満たすように向きが自動的に選択されることです。 3D プリント パーツにとって最も重要な側面をお知らせいただくと、ビルド プロセス中にパーツを最適な方向に向ける方法を決定するのに役立ちます。全体として、最大のポイントは、重要な機能、コストの考慮事項、特定の表面仕上げなど、3D プリントされたパーツに特定のニーズがある場合は、エンジニアのチームに事前に知らせてください。あなたの部分はあなたの特定の目標を満たしています。
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