To jeden z tych parametrów, które nic nie kosztują, a potrafią podwoić wytrzymałość gotowego elementu.
Jednocześnie jest to parametr, o którym zamawiający zwykle nie wie, że w ogóle istnieje.
Skąd bierze się anizotropia
Wydruk powstaje z warstw. W obrębie jednej warstwy materiał jest ciągły, a między warstwami łączy się przez zgrzanie – połączenie mocne, ale słabsze niż lity materiał. W efekcie część ma różną wytrzymałość w różnych kierunkach.
| Kierunek obciążenia | Co się dzieje | Wytrzymałość |
|---|---|---|
| Rozciąganie wzdłuż warstw | Pracuje ciągły materiał ścieżki | Wysoka |
| Rozciąganie w poprzek warstw | Pracuje połączenie między warstwami | Wyraźnie niższa |
| Zginanie w płaszczyźnie warstw | Dobre przeniesienie naprężeń | Wysoka |
| Zginanie prostopadle do warstw | Pęknięcie po linii łączenia | Najniższa |
Klasyczny przykład: haczyk
Wyobraź sobie haczyk w kształcie litery L, wiszący na ścianie i obciążony na końcu ramienia. Są dwa sposoby ustawienia go na stole drukarki.
- Płasko, ramieniem w bok – warstwy układają się w płaszczyźnie litery L. Obciążenie działa w płaszczyźnie warstw i element jest mocny.
- Pionowo, ramieniem do góry – warstwy leżą poziomo, a obciążenie próbuje rozdzielić je od siebie dokładnie w miejscu zgięcia. Element pęka znacznie wcześniej.
Ten sam plik, ten sam materiał, te same ustawienia – i dwukrotna różnica w nośności wynikająca z jednej decyzji.
Konflikt między wytrzymałością a wyglądem
Orientacja wpływa nie tylko na wytrzymałość, ale też na jakość powierzchni i liczbę podpór. Czasem układ optymalny wytrzymałościowo wymaga podpór w widocznym miejscu, a układ dający ładną powierzchnię osłabia część.
Rozstrzygnięcie należy do zamawiającego, ale wykonawca musi wiedzieć, co jest ważniejsze. Stąd pytanie, które powinno paść przy każdym zleceniu technicznym: w którą stronę działa siła i która powierzchnia będzie widoczna.
Co możesz zrobić po swojej stronie
- Opisz obciążenie – nie musisz znać wartości w niutonach; wystarczy „ciągnie w dół” albo „ktoś się o to oprze”.
- Wskaż powierzchnię widoczną – jedno zdanie wystarczy.
- Powiedz, czy element jest cykliczny – zatrzask zginany codziennie wymaga innego podejścia niż wspornik obciążony stale.
- Nie żądaj najdrobniejszej warstwy „dla wytrzymałości” – to mit; cieńsza warstwa poprawia wygląd, nie nośność.
Gdy geometria nie pozwala na dobry układ
Bywają kształty, których nie da się ustawić korzystnie – każda orientacja stawia jakiś fragment w poprzek obciążenia. Wtedy rozwiązaniem jest zmiana projektu: dodanie żebra, pogrubienie newralgicznego miejsca albo podział elementu na dwie części drukowane osobno i łączone.
Dobrze opisana usługa druku 3D z własnego modelu obejmuje zasygnalizowanie takiego problemu przed drukiem, zamiast wykonania elementu, o którym z góry wiadomo, że pęknie.
Jedno zdanie, które warto dopisać do zamówienia
„Ta część będzie obciążona w tym kierunku, a ta powierzchnia jest widoczna”. Dwa fakty, które kosztują chwilę pisania, a decydują o tym, czy element posłuży rok, czy pęknie w pierwszym tygodniu.