Насколько прочные детали, напечатанные на 3D-принтере

Почему нельзя ответить одним словом

Фраза «прочный пластик» ничего не говорит без описания задачи. Один и тот же материал может хорошо работать в массивном корпусе и быстро сломаться в тонкой защелке.

Важно понимать:

• на деталь давят или ее тянут;
• она изгибается или испытывает удар;
• нагрузка постоянная или кратковременная;
• есть ли нагрев;
• находится ли изделие на солнце;
• контактирует ли оно с водой или химией;
• сколько циклов использования ожидается.

От чего зависит прочность

Материал

Разные пластики отличаются жесткостью, гибкостью, устойчивостью к нагреву и ударам. Материал подбирается под задачу.

Для декоративного изделия важны внешний вид и качество поверхности. Для кронштейна важны жесткость и устойчивость к нагрузке. Для гибкой ножки или амортизатора нужен эластичный материал.

Форма детали

Толщина стенок, острые углы, отверстия и тонкие переходы сильно влияют на надежность. В месте резкого изменения толщины часто возникает повышенная нагрузка.

Небольшое изменение формы иногда дает больше пользы, чем замена материала на более дорогой.

Направление слоев

3D-принтер создает изделие последовательно. Поэтому ориентация детали во время печати должна учитывать направление рабочей нагрузки.

Если тонкий крючок напечатан неудачно, он может разделиться по слоям. При другой ориентации тот же крючок выдержит больше.

Толщина стенок и заполнение

Увеличение внутреннего заполнения не всегда является лучшим способом усиления. Для многих изделий важнее количество наружных стенок и форма ребер жесткости.

Полностью сплошная деталь расходует больше материала, дольше печатается и не обязательно становится пропорционально надежнее.

Качество печати

Неправильная температура, влажный материал или плохое соединение слоев снижают прочность. Поэтому техническая деталь требует подходящих настроек и проверки.

Прочнее ли печатная деталь заводской

Заводские изделия производятся разными способами. Литая деталь обычно имеет более однородную структуру, но ее форма могла быть рассчитана на массовое производство и экономию материала.

Печатную замену можно сделать толще, изменить слабое место или адаптировать под конкретную нагрузку. Поэтому сравнивать нужно не технологии вообще, а две конкретные детали.

Какие изделия обычно подходят для 3D-печати

Часто успешно изготавливают:

• корпуса;
• крышки;
• держатели;
• органайзеры;
• ручки;
• заглушки;
• кронштейны с умеренной нагрузкой;
• защитные элементы;
• переходники;
• мебельные детали;
• прототипы;
• оснастку для мастерской.

Для каждого изделия материал и конструкция выбираются отдельно.

Какие задачи требуют осторожности

Без инженерной проверки не стоит использовать печатные детали там, где поломка может привести к травме, аварии или серьезному ущербу. Это относится к элементам тормозных систем, страховочному оборудованию, газовым узлам, высоконагруженным вращающимся механизмам и другим ответственным конструкциям.

3D-печать не отменяет требования безопасности.

Как сделать деталь надежнее

Объяснить реальную нагрузку

Не ограничивайтесь словами «должно быть крепко». Покажите, как устанавливается деталь и в какую сторону действует сила.

Указать температуру и место использования

Крепление в прохладной комнате и держатель в автомобиле летом работают в разных условиях.

Передать ответные элементы

Для крышек, защелок и посадок важна не только прочность, но и правильное соединение.

Разрешить изменить конструкцию

Добавление ребра, увеличение радиуса или утолщение основания может заметно повысить надежность.

Проверить тестовый экземпляр

Если нагрузка неизвестна, лучше начать с одной детали и испытать ее в реальных условиях.

Можно ли проверить прочность заранее

Для простых бытовых изделий оценку делают по форме, материалу и назначению. Для ответственных деталей нужны расчеты и испытания.

В некоторых случаях можно изготовить несколько вариантов с разной толщиной и проверить их. Это особенно полезно при разработке собственного изделия.

Как заказать прочную деталь в ROGLAB

Через сайт ROGLAB отправьте модель, фотографии или описание. Укажите:

1. Где устанавливается деталь.
2. Как на нее действует нагрузка.
3. Есть ли нагрев, солнце и влага.
4. Какие размеры являются критическими.
5. Сколько экземпляров нужно.

Необязательно самостоятельно выбирать пластик. Правильнее описать условия, а материал подобрать под них.

Частые вопросы

Главное

Прочность напечатанной детали определяется всей конструкцией, а не одним названием материала. Хороший результат начинается с точного описания нагрузки и условий использования.