Der FDM-3D-Druck ist nicht isotrop: Die Festigkeit variiert radikal, je nachdem, in welche Richtung die Kraft in Bezug auf layer ausgeübt wird. Die Ausrichtung des Modells im Slicer ist daher eine wichtige Designentscheidung für jedes funktionale Teil. Ein korrekt ausgerichtetes Teil kann 5-10 Mal stärker sein als das gleiche Teil, das nicht korrekt ausgerichtet ist.
Das Schlüsselkonzept: Anisotropie
Beim FDM-Druck ist jedes layer ein geschmolzenes Kunststoffband, das auf das vorherige layer aufgebracht wird. Die Adhäsion zwischen layer (Zwischenschichtbindung) ist immer schwächer als die Festigkeit des Materials selbst. Das bedeutet, dass der Druck in der Ebene von layer (X- und Y-Richtung) stark und senkrecht zu layer (Z-Richtung) schwach ist. Wenn Sie an einem Teil in Z-Richtung ziehen, löst sich die layer. Ziehen in X- oder Y-Richtung führt zum Bruch des Materials.
Die Grundregel
Richten Sie das Modell so aus, dass die Hauptkräfte, denen das Werkstück ausgesetzt ist, in der Ebene von layer (X/Y) und nicht senkrecht (Z) wirken. In der Praxis: Wenn ein Werkstück auf Zug beansprucht wird, muss die layer parallel zur Zugrichtung liegen. Wird es auf Biegung bearbeitet, muss layer senkrecht zur neutralen Biegeachse liegen.
Praktische Beispiele
Haken oder L-Winkel
Wenn er stehend (vertikal) geformt wird, kann die L-Verbindung unter Belastung delaminieren. Wird er liegend (horizontal) geformt, überschreitet die layer die kritische Zone und der Widerstand erhöht sich enorm.
Zahnrad oder Riemenscheibe
Drucken Sie so, dass die Achse des Lochs senkrecht zur Platte steht. Die layer wird kreisförmig sein und die Zähne werden tangentialen Kräften widerstehen. Wenn es von der Seite geformt wird, lösen sich die Zähne leicht entlang der layer.
Behälter oder Schachtel
Mit der Öffnung nach oben drucken. Die Wände haben layer durchgehend von unten nach oben, um den seitlichen Widerstand zu maximieren.
Klammer oder Biegefeder
Richten Sie sie so aus, dass die layer parallel zur Biegerichtung liegen. Wenn die layer senkrecht stehen, bricht die Klammer bei der ersten Verwendung.
Weitere zu berücksichtigende Faktoren
Neben der Festigkeit wirkt sich die Ausrichtung auf den Medienbedarf (weniger Medien = bessere Oberfläche und weniger post-processing), die Oberflächenqualität (vertikale Flächen haben die Linien von layer, die oberen horizontalen Flächen sind glatt), die Druckzeit (niedrigere Stücke = weniger layer = schnellerer Druck) und die Stabilität während des Drucks (breite Basis = geringeres Risiko des Ablösens) aus.
Zusammenfassende praktische Regeln
Ermitteln Sie die Richtung der Hauptkraft und richten Sie layer parallel dazu aus. Minimieren Sie Oberflächen, die Unterstützung benötigen. Bevorzugen Sie Ausrichtungen mit der breitesten Basis auf der Druckplatte, um Stabilität zu gewährleisten. Bei zylindrischen Teilen drucken Sie mit der Achse senkrecht zur Druckplatte. Im Zweifelsfall drucken Sie das Teil in zwei verschiedenen Ausrichtungen und testen Sie, welche der Ausrichtungen mehr Widerstand bietet.
