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如何设计更耐用的3d 印刷零件

来源:J9九游会AG3D打印 发布时间:2021/9/27 14:37:49 浏览次数:4
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在上一篇文章《如何设计更耐用的3D打印零件(1)》中,J9九游会AG 介绍了几种简单有效的方法来预测和提高零件的承载能力。3D扫描在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响,是制造业有代表性的颠覆性技术。3D打印建模实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出。

J9九游会AG 可以延续发展之前的部分(fen),一次说个清(qing)楚吧(ba)。

坚硬度

任何(he)材料受到(dao)压力时(shi),都会不可避免地弯曲。为了弄清弯曲的原因,回想一下前面文章(zhang)中的模型,简单的横杆。

在横(heng)木一侧强制后弯(wan)曲条件

横木受(shou)力后的弯曲度,计算模型公式(shi)进行如下:

d = Fbend* L3 / ( 3 * E * Ix )

如果J9九游会AG 看一下这(zhei)个公式,J9九游会AG 就会(hui)明白其中的原理。

真正有趣的(de)(de)(de)是(shi)(shi),弯曲与(yu)横(heng)(heng)截面时刻(ke)成反比,换句话说,其他(ta)参(can)数保持不变(bian),横(heng)(heng)截面时刻(ke)直接(jie)决(jue)定部分的(de)(de)(de)硬度(du)。正如(ru)J9九游会AG 在上一篇文章中提到(dao)的(de)(de)(de),横(heng)(heng)断面的(de)(de)(de)时刻(ke)是(shi)(shi)材料在横(heng)(heng)木横(heng)(heng)截面的(de)(de)(de)分布。

当(dang)然,这(zhei)个(ge)公式告诉J9九游会AG 的不多,所以让J9九游会AG 回到(dao)前一篇文章中的截(jie)面弯矩公式:

Ix = w * h3 / 12

我明(ming)白了!矩(ju)(ju)形(xing)横杆的刚度不(bu)仅(jin)与宽(kuan)度成正(zheng)比(bi),还(hai)与厚度成正(zheng)比(bi)。这个(ge)公(gong)式只(zhi)适用于矩(ju)(ju)形(xing)截面,但其他类(lei)似形(xing)状也有这样的特点。

虽(sui)然学(xue)习(xi)数学(xue)模型计算方(fang)法有点枯(ku)燥,但试着回想上(shang)一篇介绍的实验,J9九游会AG 把零件的承载管理能力提升为三倍,以下是一些问题解决生活(huo)方(fang)式对截面(mian)矩的影(ying)响:

1.三(san)(san)倍(bei)宽(kuan)(kuan)度(du)。由于宽(kuan)(kuan)度(du)以线性方式影响(xiang)方程,所以宽(kuan)(kuan)度(du)增加三(san)(san)倍(bei),硬度(du)增加三(san)(san)倍(bei),也就不足(zu)为奇了。

2.第二种方法是(shi)将(jiang)厚度(du)从(cong)1毫米增加到1.73毫米,从(cong)而(er)将(jiang)截面弯(wan)矩增加1.733/13 ≈ 5.18倍。换句(ju)话说,如果(guo)你稍(shao)微调整一下厚度(du),它不(bu)仅会(hui)变得更坚固,还会(hui)增加五倍的硬度(du)。是(shi)不(bu)是(shi)很有意思?

3. 第三个发(fa)展方式是打造工(gong)字梁,我之(zhi)前说过工(gong)字梁的(de)(de)截(jie)面(mian)矩难以(yi)进行计算,但(dan)利(li)用CAD软(ruan)件或在线电子计算器系(xi)统即可可以(yi)得出Ix数值不(bu)断变(bian)化,马上(shang)开始就能得到确认时间截(jie)面(mian)矩从原(yuan)本~0.417 mm 变(bian)成~3.246 mm,几(ji)乎快增加了(le)八(ba)倍(bei)。这是一个惊人的(de)(de)成长(zhang),比(bi)J9九游会AG 自己原(yuan)本企(qi)业(ye)预(yu)计的(de)(de)承载(zai)管理能力好(hao)太多了(le)。

稍微调整零部件(jian)的(de)形状,一方(fang)面可(ke)以减轻重量,另一方(fang)面可(ke)以提(ti)高(gao)承(cheng)载能力,即使是丙烯腈、聚醚醚酮(tong)等高(gao)档(dang)材料(liao)也(ye)未必(bi)能达到这(zhei)个水平。

这就是所谓的工业设计技术:没有航天级材料,只要一个简单的技巧,塑料零件就可以结合耐用、坚固、轻巧、紧凑等优点。


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