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FDM层结合强度

我正在寻找一些建议、经验法则或模型,以了解如何设计具有层粘合强度的部件。

作为示例零件,让我们假设弯曲的圆形梁(高圆柱体)。根据零件在构建平台上的设置方式(管轴平行于 Z 对齐,或设置为放置在 XY 平面中),层和内部结构将根据构建时选择的方向而有所不同。是否/是否有人调查过这些因素在像实心圆柱这样的简单形状上会扮演什么角色?

理想情况下,使用 CNC 注塑成型零件,实体零件的总强度很容易建模(数学上)以提高强度和灵活性。然而,对于 3D 打印部件,取向使各向同性材料属性有效地各向异性,因为层不能完美结合、不同的冷却速率以及许多其他原因。

理想情况下,我很想找到一个“简化”的模型,它可以应用于手工计算,以粗略估计零件强度和弯曲度。我的猜测是这些部件将被建模为类似于 ABD 矩阵的东西,类似于复合材料,但这只是一个猜测。

1个回答

我一直无法找到 FDM 零件强度的简单模型。 FDM 部件非常复杂,因为它们影响其强度的因素不仅仅是层粘附。由于任何“实体”部件都会有填充物,因此该部件不能真正建模为层压材料。您可以在切片器中使用许多影响零件强度的设置,模型必须具有数十个(如果不是数百个)参数。此外,您可能必须为自己的打印机建立它们,因为很多事情都会影响它们(例如室温、通风、湿度、材料、材料储存……)

一个讨论 FDM 选择对零件强度影响的经验示例是 Angus 在 Marker's Muse 制作的视频。在视频中,他讨论了方向和壁厚如何影响强度。 Angus 不是数学/ME 人(他自己承认)。 FEA 或其他建模不是他的方法;但是,您可以从他的经历中获得一些见解。

在建模方面,我看到一家公司确实创建了 FEA 模型来测试如果他们使用 FDM 生产他们的产品是否足够强大。这是他们撰写的出版物,展示了他们的分析方法。它会让你对他们如何接近我认为你想做的事情有一些了解。

注意:他们确实提供了一项服务,您可以支付大量费用来分析您的零件。我不知道多少钱;但是,根据我过去引用的工作,我预计至少要几百美元。

至于我,我真的很喜欢根据模型做出决定并了解零件/流程的工作原理。在这种情况下;然而,经验/实验方法可能更具成本效益。如果您真的想采用分析方法(并且有时间花时间去做),我建议您选择几个关键参数并使用DOE (实验设计)进行分析。

如果你有什么想法,我很乐意看到它张贴在这里。

祝你好运,印刷愉快。

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