Enhebrado de la aguja con facilidad:Tamaños mínimos de las características de fibra

Los filamentos compuestos forjados con marcas tienen propiedades increíbles y pueden agregar alta resistencia y rigidez a muchas piezas impresas en 3D. Sin embargo, como todos los procesos de fabricación, la impresión 3D reforzada con compuestos es más adecuada para ciertas aplicaciones que pueden aprovechar las ventajas del proceso específico. En las operaciones de mecanizado CNC, por ejemplo, un cortador de fresa de extremo cuadrado puede producir características con cavidades o ranuras hasta un ancho mínimo, que está restringido por el diámetro de la fresa seleccionada, por lo que una fresa CNC sobresale en la producción de características con cavidades más grandes que el mínimo. tamaño.

De manera similar, los filamentos compuestos Markforged tienen un ancho fijo cuando se imprimen y, debido a limitaciones espaciales, solo se pueden usar para reforzar estructuras que excedan un espesor mínimo. Un desafío de diseño común que enfrentan nuestros clientes cuando refuerzan una pieza con filamentos compuestos es que la pieza tiene una geometría de sección transversal estrecha en una determinada región que no deja espacio para nuestros filamentos compuestos. Dado que siempre es más eficiente diseñar una pieza desde el principio teniendo en cuenta las capacidades de su proceso de producción, hemos creado esta práctica guía sobre las mejores prácticas para diseñar piezas de manera eficaz para la impresión 3D reforzada con compuestos.

Refuerce entre líneas

Los filamentos compuestos forjados con marcas deben poder fluir entre las cubiertas exteriores de nailon de una pieza, por lo que dejar suficiente espacio para ellos es primordial. Al reforzar una sección delgada, debe usar un anillo de fibra concéntrico en Eiger para garantizar que se coloque una sola ruta de fibra a través de la geometría estrecha. Puede hacer esto mediante el uso del patrón de fibra "Fibra concéntrica" ​​en Eiger, o mediante el uso del patrón de fibra "Fibra isotrópica" con al menos un "Anillo de fibra concéntrico" especificado, si necesita refuerzo adicional en otra parte de la pieza. En la imagen de abajo, simplemente utilicé el patrón "Fibra concéntrica" ​​para agregar una ruta única de Kevlar. Tenga en cuenta que especificar una cantidad de "Anillos de fibra concéntricos" le indica a Eiger que refuerce automáticamente la pieza con hasta esa cantidad de anillos si hay espacio para hacerlo.

Si la sección transversal de la pieza que se está reforzando permite un bucle continuo (como en la imagen de arriba), entonces se puede colocar un solo camino de fibra para reforzar la pieza. El ancho de una ruta de fibra es de aproximadamente 1 mm, y con las dos rutas de la carcasa de nailon a cada lado de la fibra, el grosor mínimo de la pieza que se puede reforzar es de aproximadamente 2,9 mm. Esta es la dimensión mínima que debe incorporar a su diseño si desea reforzar una sección con fibra compuesta.

Doblando la esquina

Pero, ¿qué pasa con las secciones delgadas que sobresalen del cuerpo principal de una pieza y solo están conectadas a la pieza en un extremo? Este escenario es común en paletas, álabes de turbinas o hélices como ejemplo. En este caso, la fibra debe doblarse sobre sí misma para formar un anillo concéntrico.

En este caso, dos trayectos de fibra deben encajar en la función de proyección. Como mencionamos anteriormente, cada camino de fibra es de aproximadamente 1 mm, lo que da como resultado un ancho mínimo para una característica de proyección de 3.8 mm.

Otras aplicaciones

La regla general para las proyecciones descrita anteriormente es más importante para proyectar características que necesitan fibra en puntos críticos a lo largo de la proyección, es decir, ruedas dentadas y engranajes. Para que el diente de un engranaje esté correctamente reforzado con fibra desde la raíz hasta la punta, debe ser más ancho que el umbral mínimo de 3,8 mm en la punta del diente del engranaje.

En el caso de engranajes y ruedas dentadas más pequeños, la fibra a menudo puede ayudar a reforzar el diente, pero es posible que no pueda ajustarse hasta la punta. Esto aún resultará en un engranaje que es más fuerte que uno de plástico puro, pero puede ser más débil localmente a lo largo del diente de lo deseado.

En resumen, para reforzar adecuadamente una pieza con fibra:

• El ancho mínimo de la pieza para una región delgada conectada a una pieza más grande en ambos extremos es de 2,9 mm
• El ancho mínimo de la pieza para una característica de proyección es de 3.8 mm

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