Domanda:
Come calcolare la forza di un oggetto stampato?
Mason Wheeler
2018-06-13 08:14:59 UTC
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Se sto lavorando con PLA standard e voglio stampare una scatola su cui posso stare in piedi senza il rischio che si rompa, esiste un buon modo per calcolare le impostazioni di stampa appropriate?

So che la forza strutturale viene dal riempimento. Sapendo questo e conoscendo le dimensioni della scatola, il peso del mio corpo, la superficie delle mie scarpe e il materiale con cui sto lavorando, c'è un buon modo per determinare la percentuale di riempimento minima che vorrei utilizzare per poter sopportare in sicurezza il mio peso?

diverse impostazioni di stampa, diversi PLA e persino diverse condizioni ambientali possono influire sulla resistenza, rendendo il calcolo MOLTO complicato su base precisa.
questo è un problema di [ingegneria strutturale] (https://en.wikipedia.org/wiki/Structural_engineering)
Https://3dprinting.stackexchange.com/questions/109/ correlato (ma non proprio un duplicato)
Tre risposte:
0scar
2018-06-13 14:30:00 UTC
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A rigor di termini, è difficile fare calcoli su questi materiali, ma non impossibile (ho sentito parlare di alcuni strumenti di analisi commerciali che lo fanno). Il processo FDM (Fused Deposition Modeling) crea un prodotto basato su fette di materiale fuse che provocano un materiale anisotropo (ciò significa che le proprietà del materiale sono diverse nelle diverse dimensioni). Fondamentalmente, il tuo prodotto sarà abbastanza resistente e simile nelle direzioni X e Y, ma fragile nella direzione Z (direzione di stratificazione). Puoi immaginare che ogni strato possa essere un seme per la crescita di crepe quando stai tirando la parte.

Quando si applica un carico di compressione su un prodotto come nel tuo esempio, le pareti devono essere abbastanza forti da sostenere la pressione (non tutto il carico poiché, in base al tipo di riempimento, anche il riempimento può / dovrebbe prendere parte al carico!) e deve essere di una percentuale sufficientemente alta, non solo per prendere parte al carico, ma anche per sostenere le pareti per evitare deformazioni. Ricordo che i calcoli delle sollecitazioni per l'instabilità sono difficili e richiedono FEA (Finite Element Analysis) per oggetti più complessi diversi da barre o travi.

Penso che sia difficile determinare o calcolare in anticipo la percentuale di riempimento in base al carico di compressione poiché non si conoscono le proprietà esatte del materiale e il comportamento di instabilità. Sai che un riempimento al 100% ti darà abbastanza forza e supporto, potresti provare a stampare con un riempimento inferiore, ad es. 75% e verifica se per te funziona.

buona risposta, includerai un aspetto dinamico del carico? Supponiamo che un uomo con 90 kg passi sullo sgabello con il piede sinistro, poi ne solleva un altro - genererà più pressione poiché il corpo si muoverà per adattarsi al movimento del piede destro e l'equilibrio per rimanere sullo sgabello ...
@profesor79 No, non lo farò perché non è necessario. In realtà stai descrivendo un carico statico che viene applicato gradualmente. Anche i fattori di sicurezza in atto su parti di ingegneria meccanica sono generalmente molto elevati rispetto ai fattori di sicurezza utilizzati su parti di ingegneria aeronautica. Questi ultimi sono solitamente sottoposti a calcoli complicati per tenere conto della fatica. La cosa strana è che i calcoli della vita a fatica provenivano dalle ferrovie (assi) ma oggigiorno non sono un argomento per loro (a causa di fattori di sicurezza aumentati), ma gioca un ruolo importante nella progettazione del velivolo (motore).
Carl Witthoft
2018-06-13 18:19:03 UTC
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Suggerirei di eseguire alcuni cicli di calibrazione, ammesso che questo richieda molto tempo e filamento. Ma un riempimento anche dal 30 al 40%, più un insieme di muri e strati superiore / inferiore ragionevolmente spesso, dovrebbe avere quasi la stessa resistenza di un riempimento al 100%. Guarda le travi & travi sui ponti stradali, per esempio. Come ha scritto Oscar, la modellazione con gli strumenti FEA è inaffidabile, soprattutto perché ogni stampante per estrusione è leggermente diversa.
Prova a stampare una scatola di prova, diciamo solo 10 x 10 cm, stessa altezza, e vedi se riesci a stare su quella, prima di stampare l'elemento a grandezza naturale.

intendi la casella "test" non "testo" ho ragione?
@profesor79 ooops .... anche se sarebbe piuttosto divertente come una casella di testo.
Ho appena iniziato la mia immaginazione qui ... come sviluppatore di software :)
"Prova a stampare una scatola di prova, diciamo solo 10 x 10 cm, stessa altezza, e vedi se riesci a stare su quella, prima di stampare l'articolo a grandezza naturale." Ma quanto sarebbe prezioso, quando è risaputo che le cose diventano meno forti man mano che diventano più grandi? (Legge del cubo quadrato.)
@mason che non è applicabile qui, dove ci preoccupiamo solo della resistenza allo schiacciamento su un asse.
@CarlWitthoft Per costruire ulteriormente sulla tua chiara comprensione degli svantaggi di queste tecniche (`più che altro perché ogni stampante di estrusione è leggermente diversa`). Si noti che sebbene le proprietà della plastica possano essere note, a causa di queste differenze nelle stampanti o negli estrusori non si dovrebbe dare per scontato che le proprietà della plastica depositata abbiano proprietà simili. Se guardi da vicino ci sono vuoti locali, sotto estrusioni, separazioni, ecc. Questo è particolarmente un problema nella stampa laser a polvere metallica. Un problema ancora più grande è certificare i componenti realizzati con queste tecniche!
Axel Fernandes
2018-06-13 14:54:26 UTC
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Un modo rapido per farlo è usare SolidWorks.

Puoi disegnare la scatola al suo interno ed eseguire un test di simulazione con il carico massimo previsto.

Ecco un collegamento su come far funzionare le simulazioni di carico dinamico in SolidWorks, Come applicare il carico dinamico nella simulazione di solidworks?

Il problema nel processo è che SolidWorks prende i cubi e la maggior parte degli oggetti come solidi completi, ovvero riempimento al 100% in termini di stampante 3D.

Dovresti effettivamente progettare il tuo modello di riempimento nel cubo in modo da ottenere il risultato migliore e più accurato.

Quasi ogni polimero ha proprietà meccaniche non lineari, SolidWorks è notoriamente pessimo nelle simulazioni FEA non lineari, quindi non è proprio un buon modo per calcolarlo per i polimeri


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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