As 10 principais dicas a serem consideradas ao projetar sua peça FDM

Fused Deposition Modeling (FDM) é uma das tecnologias de impressão 3D mais populares para amadores, bureaus de serviços e OEMs. De prototipagem de baixo custo a peças funcionais, o FDM é adequado para uma variedade de aplicações, oferecendo grande flexibilidade de design.

No entanto, para obter maior precisão e peças FDM impressas com sucesso, os projetistas e engenheiros devem considerar as possibilidades e limitações do projeto para FDM. Para ajudá-lo a garantir os melhores resultados de impressão, reunimos uma lista dos 10 principais itens a serem considerados ao projetar para FDM.

O processo de impressão FDM

A modelagem por deposição fundida funciona extrudando um filamento através de um bico aquecido em uma plataforma de construção. À medida que o material é depositado, ele esfria e se solidifica, formando uma sólida camada de material. Esse processo é repetido camada por camada até que o objeto final seja concluído.

O FDM normalmente funciona com uma ampla variedade de materiais termoplásticos de grau de produção, embora alguns filamentos de metal também possam ser usados. Também deve ser observado que as peças FDM impressas em 3D geralmente têm um acabamento de superfície áspera e, portanto, requerem alguma forma de pós-processamento para obter uma superfície mais lisa.

10 dicas ao projetar para FDM

1 Faça seu projeto à prova d'água

É importante garantir que seu projeto FDM seja à prova d'água, o que significa que não há furos na superfície de seu modelo 3D. Ter um design estanque pode afetar a capacidade de impressão de uma peça - modelos não estanques não podem ser impressos em 3D - por isso é vital verificar seu design antes de enviá-lo para impressão. O software de automação da RP Platform pode facilmente verificar problemas de estanqueidade e outros erros de arquivo STL.



2. Estruturas de suporte

Freqüentemente, seus projetos FDM podem incluir recursos complexos, como saliências íngremes, pontes, orifícios e seções ocas. Para evitar a falha de construção, esses recursos exigirão estruturas de suporte. Geralmente é mais fácil reduzir ou evitar apoios, pois agregam tempo e custo ao processo de produção, além de deixar marcas após a retirada. Freqüentemente, no entanto, o uso de estruturas de suporte não pode ser evitado, pois permitem que geometrias complexas sejam impressas.

Ao projetar peças para FDM, é uma boa prática aplicar a regra dos 45 graus:recursos com ângulos menores que 45 graus devem ser suportados para garantir que uma peça não se quebre durante o processo de impressão. Outra coisa a ter em mente é que as paredes dos suportes devem ter pelo menos 1,2 - 1,5 mm de espessura para fornecer resistência suficiente à sua peça.



3. Espessura da parede

A espessura mínima da parede para peças FDM é determinada pelo tamanho do filamento e também pelo diâmetro do bico fornecido por uma impressora 3D. Para garantir uma impressão bem-sucedida, uma regra prática é projetar paredes com o dobro da espessura do diâmetro do bico, com no mínimo 1,5-2 mm de espessura.

No entanto, embora paredes mais grossas resultem em peças mais resistentes, o design de paredes excessivamente grossas aumentará o tempo e os custos de produção e pode levar a problemas de impressão, como empenamento. Mas se sua peça requer paredes grossas, você pode projetar estruturas internas hachuradas em vez de paredes sólidas, economizando material e reduzindo o tempo de impressão.

4. Buracos

O processo FDM normalmente produz orifícios subdimensionados. Isso significa que, por exemplo, um furo projetado com 5 mm de diâmetro pode ser impresso com um diâmetro em torno de 4,8 mm. Portanto, a melhor prática é projetar furos de grandes dimensões.

Normalmente, é recomendado aumentar o diâmetro do furo em 2% a 4% para furos de até 10 mm. Se a precisão do diâmetro de um furo for crítica, o furo pode ser impresso em 3D e subdimensionado e, em seguida, perfurado para atingir o diâmetro correto.



5. Tópicos

A melhor prática ao projetar roscas é evitar bordas afiadas e ângulos de 90 graus. O tipo recomendado de roscas para FDM são roscas de 29 graus (também conhecidas como roscas Acme) com no mínimo 0,8 mm de espessura de uma linha. Lembre-se também de que os orifícios para as roscas devem ser maiores que 3 mm para serem impressos em 3D.

6. Tamanho mínimo do recurso

Ao projetar pequenos recursos para FDM, o tamanho do recurso recomendado para detalhes gravados é de 1 mm de espessura e 0,3 mm de profundidade para garantir a legibilidade. O tamanho mínimo para colunas e pinos também deve ser considerado durante o estágio de design:esses recursos não devem ter menos de 2 mm de diâmetro para serem impressos.





7. Filetes e chanfros

Como o material em FDM é aquecido durante o processo de impressão, as mudanças de temperatura que ocorrem podem levar a deformações em sua peça. Felizmente, com recursos de projeto como filetes e chanfros, esses problemas podem ser evitados. Ao adicionar um chanfro ao longo da borda inferior de uma peça, as tensões térmicas podem ser distribuídas de maneira mais uniforme, atenuando o empenamento e o encolhimento. Adicionar chanfros também significa que sua peça também pode ser facilmente removida da plataforma de construção.

Além dos chanfros, os filetes podem ser projetados em um modelo 3D para reduzir as tensões durante a impressão e aumentar a resistência de uma peça. Eles também podem ser adicionados às superfícies salientes com mais de 45 graus, eliminando a necessidade de suportes.



8. Orientação da peça

A orientação da peça é um ponto vital a ser considerado, pois pode afetar a qualidade da superfície e a resistência de sua peça, bem como o número de suportes necessários.

Em primeiro lugar, é importante ter em mente que as superfícies voltadas para cima tendem a ter um melhor acabamento superficial. Em segundo lugar, uma vez que as superfícies curvas e anguladas são frequentemente sujeitas ao efeito de degrau (textura de superfície áspera), você pode orientar tais superfícies paralelas à plataforma de construção para minimizar esse efeito. Por último, você pode eliminar os suportes para furos orientando-os na direção vertical. Quando as peças têm vários furos em direções diferentes, você pode querer focar primeiro nos furos cegos e, em seguida, nos furos com o menor diâmetro.

As peças FDM são altamente anisotrópicas, o que significa que as peças serão muito mais fortes no eixo XY do que no plano Z. Para garantir a resistência, é aconselhável projetar sua peça de forma que os recursos frágeis sejam orientados paralelamente à superfície.



9. Design para montagem

Muitas vezes faz sentido dividir o modelo 3D complexo em várias partes, impressas separadamente e montadas posteriormente. Isso não só reduzirá a quantidade de suportes, simplificando o pós-processamento, mas também agilizará o processo de impressão ao mesmo tempo em que economiza material.



10. Taxa de enchimento

A taxa de preenchimento (%) indica quanto material deve preencher uma peça quando ela é impressa. A menos que a força máxima seja necessária, é incomum optar por um preenchimento máximo para suas peças FDM, pois isso pode levar a custos de material mais altos e velocidades de impressão mais lentas. Como a porcentagem de preenchimento também afeta a resistência de sua peça, é importante considerar a aplicação de sua peça FDM ao escolher sua taxa de preenchimento. Protótipos, por exemplo, podem ser produzidos com uma baixa porcentagem de preenchimento, enquanto as peças finais normalmente requerem uma maior porcentagem de preenchimento para maior resistência.

Para resumir

FDM é talvez a tecnologia mais econômica para prototipagem de baixo custo e peças funcionais. No entanto, para obter o melhor de seu processo de impressão FDM, as diretrizes de design para o processo de impressão FDM devem ser consideradas antes de enviar qualquer impressão para produção. Embora o FDM envolva uma abordagem de tentativa e erro até certo ponto, com essas considerações em mente, você pode reduzir a complexidade de seus processos e aumentar significativamente a eficiência.