Konstruktion til 3D-print: udhæng, broer og support
FDM bygger delen lag for lag, og hvert lag skal have noget at hvile på. Den vejledende værdi er, at udhæng op til omtrent 45° fra lodret printes uden support. Stejlere flader kræver supportmateriale, som koster tid, materiale og efterarbejde og efterlader en dårligere overflade.
Vi tegner derfor geometrien om, så support ikke er nødvendig. Faser på 45° erstatter afrundinger på undersiden, vandrette huller får en dråbeform foroven, og store plane lofter deles med ribber. Lige broer mellem to støtter klares typisk op til 10–20 mm uden problemer. Længere broer kan lade sig gøre, men med en vis nedhængning. Den rigtige orientering på byggepladen løser ofte mere end nogen ændring af geometrien.
Hvor support alligevel er nødvendig, placerer vi den på flader, der hverken er synlige eller funktionsflader. Supporten kan også tegnes ind i modellen som tynde ribber, der kan brækkes af. Det giver bedre kontrol end slicerens automatiske support og efterlader renere flader.
Vægtykkelse og detaljestørrelse
Den mindste vægtykkelse styres af dysen. Med en dyse på 0,4 mm bliver en linje omtrent 0,4–0,45 mm bred, og en holdbar væg bør være 2–3 linjebredder, altså 0,8–1,2 mm. Belastede dele får 1,6–2,4 mm, hvilket svarer til fire til seks perimetre. Vægge tegnet som præcise multipler af linjebredden giver et renere print uden tynde fyldstrenge.
I højden styres opløsningen af lagtykkelsen, typisk 0,1–0,3 mm. En højde på 5,1 mm bliver derfor 5,0 eller 5,2 mm med 0,2 mm lag. Små huller under 1–2 mm og tekst med mindre end ca. 0,5 mm stregbredde bliver utydelige. Funktionsdetaljer, der skal være skarpe, tegner vi derfor med margin eller borer op bagefter.
Tynde og høje detaljer kan desuden vibrere, når dysen passerer. Smalle tårne og stifter får derfor en bredere fod eller en hjælpestruktur, der brækkes af efter printet. Det giver skarpere detaljer og færre mislykkede print.
Tolerancer og slør til pasninger
Et FDM-print holder typisk nogle tiendedele millimeter, afhængigt af materiale, størrelse og retning. Huller bliver ofte lidt mindre end tegnet, dels fordi cirklen bygges af korte lige segmenter, dels fordi plasten trækker sig sammen. Det første lag presses lidt ud, den såkaldte elefantfod, og vi faser derfor underkanten på dele, der skal passe mod noget.
Til bevægelige pasninger konstruerer vi med slør på vejledende 0,2–0,4 mm pr. side og til prespasninger med 0–0,1 mm. Led, der printes færdigmonteret, print-in-place, får 0,3–0,5 mm. Materialer med svind som ASA og PA kræver mere. Ved kritiske pasninger printer vi først et lille prøvestykke med flere slør og vælger det, der fungerer. Baggrunden finder du i guiden om tolerancer.
Målene påvirkes også af, hvordan delen ligger. Et hul, der står lodret, bliver rundere og mere målfast end et, der ligger ned. Dele med vigtige huller orienterer vi derfor, så hullerne peger opad, når det kan forenes med kravene til styrke.
Gevind, indsatser og skrueforbindelser
Skruer direkte i plast fungerer til enkelte monteringer, men gevindet slides hurtigt. Til forbindelser, der åbnes ofte, bruger vi varmeindsatser i messing, der presses ind med en loddekolbe. Hullet tegnes efter indsatsproducentens mål, og godset omkring indsatsen bør være mindst 1,5–2 mm for ikke at revne.
Alternativerne er sekskantlommer til almindelige møtrikker eller modellerede gevind. Modellerede gevind fungerer godt fra omtrent M6 og opefter og til grove gevind på låg og dåser. Mindre gevind skærer vi hellere bagefter med en gevindtap. Selvskærende skruer til plast fungerer også, hvis hullet tegnes efter skrueproducentens anbefaling, og skruetårnet afstives med ribber mod væggen. I fiksturer og jigs kombinerer vi ofte indsatser med borebøsninger i metal, hvor sliddet er stort.
Orientering og anisotropi
En FDM-del er ikke lige stærk i alle retninger. Bindingen mellem lagene er svagere end selve strengen, og styrken i højderetningen er ofte det halve eller mindre af styrken i lagenes plan. Derfor fastlægger vi printretningen tidligt og tegner delen derefter: snaplåse lægges i lagenes plan, og skruetårne afstives med ribber mod væggene.
Nogle gange er det bedre at dele en del i to og skrue den sammen end at tvinge en dårlig orientering igennem. Vi tilføjer styrestifter og samlinger, så delene monteres rigtigt. Har du en eksisterende fil, der skal tilpasses, starter vi ofte med at lave STL om til STEP. Mere om metoden og materialerne finder du i [[g_3dutskrift|guiden om 3D-print]].
Fyldet betyder mindre, end mange tror. Når fyldet allerede ligger omkring 20–40 %, giver flere perimetre som regel mere styrke pr. gram end tættere fyld. Vi sender anbefalede indstillinger med filen, så delen bliver ens, hver gang den printes.
DfAM-værdier for FDM (dyse 0,4 mm)
| Parameter | Vejledende værdi |
|---|---|
| Udhæng uden support | Op til ca. 45° fra lodret |
| Bro uden support | Ca. 10–20 mm uden problemer, længere med en vis nedhængning |
| Mindste væg | 0,8–1,2 mm (2–3 linjebredder) |
| Væg til belastede dele | 1,6–2,4 mm (4–6 perimetre) |
| Lagtykkelse | 0,1–0,3 mm, typisk 0,2 mm |
| Slør i bevægelig pasning | 0,2–0,4 mm pr. side |
| Prespasning | 0–0,1 mm, afprøv med prøvestykke |
| Print-in-place-led | 0,3–0,5 mm slør |
| Varmeindsats i messing | Hul efter producenten, gods omkring mindst 1,5–2 mm |
| Styrke i højderetningen | Ofte det halve eller mindre af styrken i lagenes plan |
Vejledende værdier for FDM – de afhænger af materiale, printindstillinger og delens størrelse.
Det skal vi bruge fra dig
- Eksisterende fil (STEP, STL eller 3MF) eller skitse med mål
- Hvordan delen belastes, og i hvilken retning
- Hvilke mål og pasninger der er kritiske
- Miljø: temperatur, sol, fugt og kemikalier
- Antal eksemplarer, og om delen skal printes af os eller af dig
- Om du har din egen printer – dyse, materiale og byggevolumen
Eksempler på opgaver
- Del tegnet om, så den kan printes uden support
- Hængsel, der printes færdigmonteret
- Kabinet med varmeindsatser til skruer
- Låg og dåse med modelleret gevind
- Stor del opdelt med styrestifter og svalehaler
- Snaplås orienteret for maksimal sejhed
- Letvægtsdel med ribber i stedet for massivt gods
- Fikstur med indpressede metalbøsninger
- Prøvestykke med flere slør til pasningstest
- Samlet del erstattet af ét enkelt print
Det påvirker pris og leveringstid
- Om delen tegnes fra bunden eller tilpasses fra en eksisterende fil
- Antal pasninger, gevind og bevægelige dele
- Om delen skal deles og have samlinger
- Antal prøveprint til slør og pasform
- Krav til styrke og vægt
- Om der skal leveres færdige print
Det får du
- STL og 3MF med anbefalet orientering
- STEP til fremtidige ændringer
- Anbefaling af materiale og printindstillinger
- Liste over indsatser og skruer
- Færdige print fra NordiTeq (tilvalg)
Ofte stillede spørgsmål
Hvilken tolerance kan et 3D-print holde?
Et FDM-print holder typisk nogle tiendedele millimeter, afhængigt af materiale, størrelse og retning. Til pasninger tegner vi med slør og tester med et prøvestykke, når målet er kritisk.
Hvor meget slør skal der være mellem to 3D-printede dele?
Den vejledende værdi er 0,2–0,4 mm pr. side for dele, der skal bevæge sig, og 0–0,1 mm for prespasning. Det afhænger af materiale og printer, så et prøvestykke med flere slør er det sikreste.
Hvilken vinkel kan man printe uden supportmateriale?
Omtrent 45° fra lodret er en sikker tommelfingerregel. Stejlere flader tegner vi om med faser, dråbeformede huller eller en anden orientering.
Hvordan fastgør man skruer i et 3D-print?
Varmeindsatser i messing er det mest holdbare til forbindelser, der åbnes ofte. Sekskantlommer til møtrikker og modellerede gevind fra ca. M6 er alternativer.
Hvorfor går 3D-printede dele i stykker langs lagene?
Bindingen mellem lagene er svagere end selve plaststrengen. Derfor orienterer vi delen, så lasten går langs lagene, og forstærker skarpe overgange med radier.
Kan I også printe delen for mig?
Ja. NordiTeq producerer med FDM i blandt andet PLA, PETG, ASA, PA, PC og TPU. Du kan også få filerne og printe selv.