Konstruere for 3D-printing: overheng, broer og støtte
FDM bygger delen lag for lag, og hvert lag må ha noe å hvile på. Veiledende verdi er at overheng opp til omtrent 45° fra loddlinjen printes uten støtte. Brattere flater trenger støttemateriale. Det koster tid, materiale og etterarbeid og gir en dårligere overflate.
Vi tegner derfor om geometrien slik at støtten ikke trengs. Faser på 45° erstatter avrundinger på undersiden, horisontale hull får en dråpeform øverst, og store plane tak deles med ribber. Rette broer mellom to støtter klares typisk opp til 10–20 mm uten problemer. Lengre broer går, men med noe nedheng. Riktig orientering på byggeplaten løser ofte mer enn noen geometriendring.
Der støtte likevel trengs, plasserer vi den på flater som verken synes eller er funksjonsflater. Støtten kan også tegnes inn i modellen som tynne ribber som brekkes av. Det gir bedre kontroll enn slicerens automatiske støtte og etterlater renere flater.
Veggtykkelse og detaljstørrelse
Minste veggtykkelse styres av dysen. Med en dyse på 0,4 mm blir en linje omtrent 0,4–0,45 mm bred, og en holdbar vegg bør være 2–3 linjebredder, altså 0,8–1,2 mm. Belastede deler får 1,6–2,4 mm, som tilsvarer fire til seks perimetre. Vegger tegnet som nøyaktige multipler av linjebredden gir renere print uten tynne fyllstriper.
I høyden styres oppløsningen av lagtykkelsen, typisk 0,1–0,3 mm. En høyde på 5,1 mm blir derfor 5,0 eller 5,2 mm med 0,2 mm lag. Små hull under 1–2 mm og tekst med mindre enn ca. 0,5 mm linjebredde blir utydelige. Funksjonsdetaljer som skal være skarpe, tegner vi derfor med margin eller borer opp etterpå.
Tynne og høye detaljer kan dessuten vibrere når dysen passerer. Smale tårn og stifter får derfor en bredere fot eller en hjelpestruktur som brekkes av etter printingen. Det gir skarpere detaljer og færre mislykkede printer.
Toleranser og klaring for pasninger
En FDM-print holder typisk noen tideler av en millimeter, avhengig av materiale, størrelse og retning. Hull blir ofte litt mindre enn tegnet. Det skyldes både at sirkelen bygges av korte rette segmenter, og at plasten trekker seg sammen. Første lag presses litt ut, den såkalte elefantfoten. Vi faser derfor underkanten på deler som skal passe mot noe.
For bevegelige pasninger konstruerer vi med klaring på veiledende 0,2–0,4 mm per side, og for presspasninger med 0–0,1 mm. Ledd som printes ferdig montert, print-in-place, får 0,3–0,5 mm. Materialer med krymping som ASA og PA krever mer. Ved kritiske pasninger printer vi først en liten prøvebit med flere klaringer og velger den som fungerer. Bakgrunnen finner du i guiden om toleranser.
Målene påvirkes også av hvordan delen ligger. Et hull som står loddrett, blir rundere og mer målriktig enn et som ligger ned. Deler med viktige hull orienterer vi derfor slik at hullene peker oppover, når det går sammen med kravene til styrke.
Gjenger, innsatser og skrueforbindelser
Skruer rett i plast fungerer for enkeltmontering, men gjengen slites raskt. For forbindelser som åpnes ofte, bruker vi varmeinnsatser i messing som presses inn med en loddebolt. Hullet tegnes etter innsatsprodusentens mål, og godset rundt innsatsen bør være minst 1,5–2 mm for ikke å sprekke.
Alternativene er sekskantlommer for vanlige muttere eller modellerte gjenger. Modellerte gjenger fungerer godt fra omtrent M6 og oppover, og for grove gjenger på lokk og bokser. Mindre gjenger skjærer vi heller etterpå med gjengetapp. Selvgjengende skruer for plast fungerer også, hvis hullet tegnes etter skrueprodusentens anbefaling og skruetårnet avstives med ribber mot veggen. I fiksturer og jigger kombinerer vi ofte innsatser med borebøssinger i metall der slitasjen er stor.
Orientering og anisotropi
En FDM-del er ikke like sterk i alle retninger. Bindingen mellom lagene er svakere enn selve strengen, og styrken i høyden er ofte halvparten eller mindre av styrken i lagenes plan. Derfor bestemmer vi printretningen tidlig og tegner delen etter den. Snappfester legges i lagenes plan, og skruetårn avstives med ribber mot veggene.
Noen ganger er det bedre å dele en del i to og skru den sammen enn å tvinge frem en dårlig orientering. Vi legger til styrepinner og skjøter slik at delene monteres riktig. Har du en eksisterende fil som skal tilpasses, starter vi ofte med å gjøre STL om til STEP. Mer om metoden og materialene finner du i [[g_3dutskrift|guiden om 3D-printing]].
Fyllet betyr mindre enn mange tror. Når fyllet allerede ligger rundt 20–40 %, gir flere perimetre som regel mer styrke per gram enn tettere fyll. Vi sender med anbefalte innstillinger sammen med filen, slik at delen blir lik hver gang den printes.
DfAM-verdier for FDM (dyse 0,4 mm)
| Parameter | Veiledende verdi |
|---|---|
| Overheng uten støtte | Opp til ca. 45° fra loddlinjen |
| Bro uten støtte | Ca. 10–20 mm uten problemer, lengre med noe nedheng |
| Minste vegg | 0,8–1,2 mm (2–3 linjebredder) |
| Vegg for belastede deler | 1,6–2,4 mm (4–6 perimetre) |
| Lagtykkelse | 0,1–0,3 mm, typisk 0,2 mm |
| Klaring i bevegelig pasning | 0,2–0,4 mm per side |
| Presspasning | 0–0,1 mm, test med prøvebit |
| Print-in-place-ledd | 0,3–0,5 mm klaring |
| Varmeinnsats i messing | Hull etter produsenten, gods rundt minst 1,5–2 mm |
| Styrke i høyden | Ofte halvparten eller mindre av styrken i lagenes plan |
Veiledende verdier for FDM – de avhenger av materiale, printinnstillinger og delens størrelse.
Dette trenger vi fra deg
- Eksisterende fil (STEP, STL eller 3MF) eller skisse med mål
- Hvordan delen belastes, og i hvilken retning
- Hvilke mål og pasninger som er kritiske
- Miljø: temperatur, sol, fukt og kjemikalier
- Antall eksemplarer, og om delen skal printes av oss eller av deg
- Om du har egen printer – dyse, materiale og byggevolum
Eksempler på oppdrag
- Del tegnet om for å printes uten støtte
- Hengsel som printes ferdig montert
- Kapsling med varmeinnsatser for skruer
- Lokk og boks med modellert gjenge
- Stor del delt opp med styrepinner og svalehaler
- Snappfeste orientert for maksimal seighet
- Lettvektsdel med ribber i stedet for massivt gods
- Fikstur med innpressede metallbøssinger
- Prøvebit med flere klaringer for pasningstest
- Sammensatt del erstattet av én enkelt print
Dette påvirker pris og leveringstid
- Om delen tegnes fra bunnen av eller tilpasses fra eksisterende fil
- Antall pasninger, gjenger og bevegelige deler
- Om delen må deles og få skjøter
- Antall prøveprinter for klaring og passform
- Krav til styrke og vekt
- Om ferdige printer skal leveres
Dette får du
- STL og 3MF med anbefalt orientering
- STEP for fremtidige endringer
- Anbefaling av materiale og printinnstillinger
- Liste over innsatser og skruer
- Ferdige printer fra NordiTeq (tilvalg)
Vanlige spørsmål
Hvilken toleranse klarer en 3D-print?
En FDM-print holder typisk noen tideler av en millimeter, avhengig av materiale, størrelse og retning. For pasninger tegner vi med klaring og tester med en prøvebit når målet er kritisk.
Hvor mye klaring skal man ha mellom to 3D-printede deler?
Veiledende verdi er 0,2–0,4 mm per side for deler som skal bevege seg, og 0–0,1 mm for presspasning. Det avhenger av materiale og printer, så en prøvebit med flere klaringer er det tryggeste.
Hvilken vinkel klarer man uten støttemateriale?
Omtrent 45° fra loddlinjen er en trygg veiledende verdi. Brattere flater tegner vi om med faser, dråpeformede hull eller en annen orientering.
Hvordan fester man skruer i en 3D-print?
Varmeinnsatser i messing er det mest holdbare for forbindelser som åpnes ofte. Sekskantlommer for muttere og modellerte gjenger fra ca. M6 er alternativer.
Hvorfor går 3D-printede deler i stykker langs lagene?
Bindingen mellom lagene er svakere enn selve plaststrengen. Derfor orienterer vi delen slik at lasten går langs lagene, og forsterker skarpe overganger med radier.
Kan dere printe delen for meg også?
Ja. NordiTeq produserer med FDM i blant annet PLA, PETG, ASA, PA, PC og TPU. Du kan også få filene og printe selv.