FDM 2.0: Wzmocniona adhezja warstwowa

FDM 2.0: Wzmocniona adhezja warstwowa

FDM to proces dwuetapowy: cięcie, a następnie drukowanie. Najpierw model cyfrowy musi zostać podzielony na warstwy za pomocą slicera. Następnie warstwy te są nakładane na siebie w celu uzyskania ostatecznego modelu. Choć metoda ta jest intuicyjnie i mechanicznie prosta, ma jednak ogromną wadę.

Wytworzone obiekty są bardziej podatne na złamania w kierunku, w którym przebiegają ich warstwy. Przeprowadzono kilka nagłośnionych testów, które wyraźnie pokazały to zjawisko, np. seria Filaween Thomasa Sanladerera.

W świetle tego problemu Kai Parthy, doświadczony majsterkowicz zajmujący się filamentami, zaproponował rozwiązanie. Eksperymenty w dziedzinie filamentów nie są mu obce, Parthy jest twórcą specjalistycznych mieszanek filamentów Growlay i Laywood. Tym razem jednak proponuje bardziej uniwersalną innowację.

Wzmocnienie wielokierunkowe: Kotwy Z

Rozwiązanie zaproponowane przez Parthy’ego polega na utworzeniu pionowo biegnących „kotwic Z” w całym druku. Struktury te biegną w innym kierunku niż warstwy, aby wzmocnić słabe punkty przylegania warstw. Koncepcja jest prosta, ale jej realizacja daje wiele ciekawych możliwości innowacji…

Puste przestrzenie mogą być rozmieszczane w modelu przez projektanta, który najlepiej zna słabe punkty konstrukcji, lub przez oprogramowanie do cięcia, które „powinno być w stanie wykonać obliczenia wytrzymałościowe, aby osiągnąć wysoką wytrzymałość przy mniejszym zużyciu materiału”, jak twierdzi sam Parthy.

Po strategicznym rozmieszczeniu, te puste przestrzenie muszą zostać wypełnione filamentem lub żywicą, aby uzupełnić kotwy Z. Parthy sugeruje nawet, że w pustych przestrzeniach można umieścić „pręty ze stali lub tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknami przed wstrzyknięciem żywicy w celu zwiększenia wytrzymałości”.

Parthy sugeruje, że metoda filamentowa polegałaby na topieniu filamentu w takiej temperaturze, aby gładko spływał w celu wypełnienia wgłębień. Byłoby to łatwiejsze do wdrożenia, ponieważ wymaga jedynie zwykłego sprzętu do drukarek 3D. Można by użyć jednej lub dwóch standardowych dysz FDM.

W przeciwieństwie do tego, proponowane przez niego podejście do żywicy wymagałoby zastosowania „pomp dozujących”, które byłyby odpowiedzialne wyłącznie za wypełnianie pustych przestrzeni. Jest to okazja, której nie należy lekceważyć.

Żródło: https://all3dp.com