设计 3D 打印部件时,最重要的考虑因素之一是 3D 打印壁厚,有时也称为壁厚。虽然 3D 打印使原型制作比以往任何时候都更容易——不仅在成本和速度方面,而且在 DFM(可制造性设计)方面,但您不能完全忽视 DFM。
设计可能(几乎)可以通过 3D 打印生产,但是当您进入下一次迭代或制造下一阶段时会发生什么?确保您至少具有 3D 打印的最小壁厚是良好的第一步,也是关键的 3D 打印设计规则。为 3D 打印寻找最佳壁厚是一项出色的技能,可以降低成本和 3D 打印部件的结构完整性。
Fictiv 是您 3D 打印制造生态系统的终极合作伙伴,随时帮助所有客户在 3D 打印工作中取得成功。为此,以下是我们最好的 3D 打印壁厚设计指南,以确保您的打印件可打印且结构合理,因此您可以设计出可以生产 1 个或最终 100 或 10,000+ 个数量的原型。
3D 打印壁厚建议
可以为 3D 打印设计的部件特征的最小 3D 打印壁厚是有限制的。
下表列出了我们为每种材料推荐的最小 3D 打印厚度,以及为喜欢危险生活的人提供的绝对最小厚度。
注意:在 Fictiv,我们已经 成功地打印了达到绝对最低限度的薄部件,但我们只能保证成功打印达到或超过我们建议的最低限度。根据我们建议的最小值,零件越薄,打印出错的可能性就越大。在实践中,任何低于我们的绝对最小值的东西都是不可打印的。
为什么存在限制
在打印期间和打印后,需要考虑各种限制因素。
3D 打印过程中的限制
3D 打印机一次在单个层中构建部件。因此,如果特征太薄,则树脂在挤出或冷却时存在变形或脱落的风险,这意味着没有足够的材料接触将其与其余主体连接起来。
此外,您需要一个强大的基础来构建稳定的结构。如果正在打印部件并且壁太薄,则该特征可能会在树脂干燥或固化之前弯曲。结果,薄壁会弯曲,导致零件翘曲。
打印后限制
即使薄壁部件打印成功,易碎部件仍然必须在清洁和去除支撑材料后幸存下来。此外,薄壁部件在拆卸过程中可能会损坏
清洁方法包括水射流、打磨、去除化学支撑材料和清除残留物。这些清洁技术可能会导致薄壁无意间破裂。
此外,为了打印如此薄的壁,您通常需要额外的支撑材料或支撑墙。清洁后支撑材料消失后,组件更加脆弱。
最小壁厚与分辨率
我们经常看到一些关于最小壁厚和分辨率之间差异的混淆。有时我们会被问到,“如果材料的分辨率这么高,为什么壁不能那么薄?
分辨率在设计的详细程度和精确性中发挥作用,只要有足够的厚度来提供结构支撑。将分辨率视为零件细节或表面光洁度的因素。
将分辨率视为零件设计打印的精度,与尺寸公差非常相似。以空心球体为例。最小壁厚决定了外壳的薄度,以便其可打印并且不会因自身重量而塌陷。
分辨率决定了曲率的平滑程度:低分辨率将显示可见的“步进”和粗糙度,而高分辨率将隐藏这些方面。
异常
当然,规则总是有例外的!某些部件可以打印出低于我们建议的最小壁厚的特征。肋条、交叉支撑、平面和支撑组件(与弯曲特征相反)有时会使零件更薄。
虽然我们的目标是围绕我们 100% 确定可打印的内容提供指南和建议,但有许多变量和设计因素使一个薄部件可打印,而下一个薄部件则不可打印。因此,我们只能完全保证超过我们建议的最小壁厚的设计打印成功。
主要收获
尽管您可能想突破设计的极限,但我们不建议使用比我们建议的厚度更薄的厚度。即使您的打印成功,该设计选择也可能会让您在未来遇到可制造性方面的复杂情况。
在下一阶段,您的薄壁 3D 打印部件将如何生产,可能是通过 RTV 或 Fictiv 的世界级注塑成型?这些薄壁可能会使您的部件无法仅通过 3D 打印进行大规模制造。
因此,请注意零件的壁厚,如果您选择设计比我们建议更薄的零件,请务必仔细考虑它以后是否可以制造。
要开始确定 3D 打印的良好壁厚,请访问上面的“材料 3D 打印厚度建议”表。
3D 打印 PLA 的良好最小壁厚为 1.5 毫米。
在 Fictiv,3D 打印机可以打印的绝对最小壁厚为 0.6 毫米。不过,我们不能保证这种厚度的质量,因此不建议这样做。