Separazione degli strati nella stampa 3D: perché i pezzi si crepano mesi dopo
Un componente che si guasta nella prima ora di utilizzo è un problema di processo. Un componente che si guasta al quarto mese è tutta un'altra storia:
Ha superato l'ispezione; è stato installato; e quando si rompe, nessuno si ricorda più in quale turno l'ha stampato.
La separazione degli strati nella stampa 3D funziona in questo modo perché il piano che alla fine si apre era già il più debole.
nella parte del giorno in cui è stata realizzata. Il tempo non inventa la debolezza. Si accumula su di essa.
L'aereo che esisteva prima che qualcuno lo caricasse
Una parete stampata non è un unico pezzo solido di polimero. Una macchina per la stampa a filamento e una macchina per la stampa a pellet la costruiscono.
allo stesso modo, perché entrambi lo depositano come una serie di passaggi piuttosto che come un unico versamento, indipendentemente dal fatto che la materia prima
arriva sotto forma di filamento o di pellet. È una pila di passaggi saldati l'uno all'altro attraverso una stretta banda di contatto,
e quella fascia è dove due passaggi diventano effettivamente un unico materiale. Tutto ciò che si trova sopra e sotto è polimero sfuso.
con la forza che il materiale è accreditato. La forza del legame interstrato si colloca quindi al di sotto della forza di
il materiale circostante come questione di geometria, non di controllo qualità.
Quella direzione incorporata non è un difetto che un'ispezione può rifiutare; è una proprietà che il disegno raramente menziona,
e la lunghezza peggiora la situazione. Nella configurazione più grande della gamma, il letto misura 1.800 × 2.400 mm, quindi una parete
che percorre tutta la sua lunghezza trasporta altrettanti millimetri di interfaccia incollata. Una parte progettata come se fosse
il materiale era uniforme e alla fine sorprenderà il suo proprietario.
Cosa si è congelato all'interno del pezzo durante la sua produzione?
Lo stress residuo nella stampa 3D è il prezzo da pagare per costruire una forma da materiale caldo che viene immediatamente vincolato
da materiale che si è già indurito. Ogni passaggio arriva morbido, viene premuto contro una superficie che non si muove e
si solidifica in quella posizione. L'estruso porta anche l'allineamento molecolare derivante dall'essere spinto attraverso l'ugello,
e quell'allineamento si congela nel punto in cui atterra, quindi il passaggio è più rigido lungo la sua lunghezza che nella sua larghezza.
Niente di tutto ciò si manifesta in un'ispezione dello stesso giorno. Una macchina precisa a 0,02 mm in posizione costruirà comunque un
muro i cui piani più deboli sono invisibili agli strumenti che lo hanno misurato; la precisione non dice nulla su come
due passaggi ben uniti. Una parte appena stampata contiene già un carico immagazzinato che non ha ancora trovato un posto dove andare,
e l'interfaccia è il punto in cui si concentra il carico perché è la parte meno continua della parete. Sezione a
parte e interfaccia è la linea che puoi trovare con una lama.
Perché il calendario fa parte del meccanismo
Chiedi perché le parti stampate in 3D si crepano nel tempo e la risposta onesta è tre processi, nessuno dei quali mostra
nessun interesse nella prima settimana. Tutti e tre attaccano lo stesso aereo.
Il rilassamento delle tensioni nei polimeri significa che un materiale sottoposto a una deformazione prolungata ridistribuisce gradualmente il carico che sopporta.
In un giunto che è stato fissato, tale ridistribuzione sposta il carico sull'interfaccia per la quale non era stata progettata.
Lo scorrimento nelle parti stampate in 3D è la stessa cosa, visto come movimento piuttosto che come carico: sotto una trazione costante, un incollato
L'interfaccia si deforma lentamente, ed è proprio la lenta deformazione che permette ai piccoli vuoti presenti sulla linea di saldatura di trasformarsi in una cricca progressiva.
Il terzo processo funziona in base all'orologio piuttosto che al calendario. Vibrazione, ciclo termico contro un vicino
parte in acciaio e i ripetuti carichi di avvio-arresto aprono leggermente l'interfaccia ad ogni ciclo. Una crepa che cresce di una frazione
una variazione di un millimetro ogni mille cicli è invisibile in un test breve e diventa evidente dopo una stagione di servizio.
L'ambiente è un fattore scatenante, non una causa.
L'esposizione è più importante dove esiste già una sollecitazione di trazione prolungata, motivo per cui l'interfaccia è la soluzione preferita
sito di guasto piuttosto che la parete. L'assorbimento di umidità delle parti stampate in 3D non è estetico: i polimeri polari prendono
sull'acqua, si gonfiano e si ammorbidiscono, e il gonfiore è irregolare attraverso una parete spessa. La fessurazione da stress ambientale fa
il resto dove fluidi di processo, oli o agenti detergenti si depositano su una superficie carica, aprendo crepe che seguono il
l'aereo più debole disponibile.
Dove va effettivamente il carico di servizio
Le parti si rompono lungo gli strati quando il carico li attraversa. La stessa parte caricata all'interno del piano dello strato è molto più resistente,
e tale differenza è maggiore di quanto la maggior parte dei disegni consenta. Il carico di esercizio raramente rispetta il disegno: un bullone
Torsione su un lato, una staffa che si flette all'avvio di una macchina, un componente vincolato a entrambe le estremità.
L'installazione è spesso il momento decisivo, perché un serraggio eccessivo di un elemento di fissaggio mette in tensione l'interfaccia.
prima che il componente abbia svolto alcun lavoro.
Vale la pena tracciare il percorso del carico su carta prima di stampare qualsiasi cosa: dal fissaggio, attraverso la parete passa
attraverso, in qualunque cosa sia montata la parte. Ad ogni passo la domanda ha solo due risposte: tensione
corre con gli strati, o attraverso di essi. Dove la risposta è la seconda, la correzione appartiene al disegno,
non nell'affettatrice.
Ridurre le probabilità prima che il pezzo lasci l'officina
Inizia dall'interfaccia stessa. Le lunghe corse implicano anche molte interfacce: la gamma di strati della macchina, 0,04 mm all'
estremità fine e 0,6 mm all'estremità grossa, consente a una parete di supportare quindici volte più piani incollati a un'estremità
come all'altro, e di solito nel disegno non c'è scritto quale sia stato usato. Uno spessore della parete costante lungo il
il percorso di carico svolge un lavoro simile, così come evitare le transizioni da sottile a spesso dove un passaggio deve legarsi a uno molto
massa maggiore e angoli interni acuti dove si concentra la tensione.
Quindi progetta il carico lontano dal piano. Dove una parte vedrà una tensione sostenuta, orientala in modo che la tensione vada
all'interno degli strati piuttosto che attraverso di essi, e aggiungere materiale dove si trovano gli elementi di fissaggio. Sigillatura superficiale stampata in 3D
vale la pena considerare le parti per qualsiasi cosa che incontri fluidi o trascorra la sua vita in aria umida: una superficie sigillata rallenta
assorbe l'umidità e mantiene i fluidi aggressivi lontani dalle estremità esposte dell'interfaccia.
Anche una parte portante deve essere stampata con la serie a cui appartiene. Con 42 dimensioni di stampa nella gamma, un nome file
Da solo, non permetterà di risalire alla macchina responsabile di un guasto tre mesi dopo; i registri di lotto, invece, sì.
Infine, controlla cosa succede dopo la stampa. Le parti portanti non devono rimanere per mesi in un ambiente incontrollato
I componenti del magazzino e quelli critici per il carico devono essere installati con una coppia di serraggio stabilita da voi, non da chi ha effettuato l'installazione.
Conclusione
La separazione degli strati di una stampa 3D dopo mesi di utilizzo non è dovuta a sfortuna né a un difetto nascosto sfuggito al controllo qualità.
È la conseguenza prevedibile di una tensione accumulata, di una struttura fragile e di un ambiente che continua ad agire su entrambi.
Costruisci una linea di saldatura più affidabile, mantieni il carico sostenuto fuori dal piano, rallenta l'ambiente e specifica
la vita di cui hai bisogno. Chiedi al materiale di trasportare ciò che può trasportare nella direzione in cui può trasportarlo, e la crepa che
quello che sarebbe arrivato la prossima stagione rimane dove deve stare: nell'analisi.
