Konstruera för 3D-utskrift: överhäng, broar och stöd
FDM bygger delen lager för lager, och varje lager måste ha något att vila på. Riktvärdet är att överhäng upp till ungefär 45° från lodlinjen skrivs ut utan stöd. Brantare ytor behöver stödmaterial, som kostar tid, material och efterarbete och lämnar en sämre yta.
Vi ritar därför om geometrin så att stödet inte behövs. Fasningar på 45° ersätter avrundningar på undersidan, horisontella hål får en droppform upptill och stora plana tak delas med ribbor. Raka broar mellan två stöd klaras typiskt upp till 10–20 mm utan problem. Längre broar går, men med viss nedhängning. Rätt orientering på byggplattan löser ofta mer än någon geometriändring.
Där stöd ändå behövs placerar vi det på ytor som varken syns eller är funktionsytor. Stödet kan också ritas in i modellen som tunna, avbrytbara ribbor. Det ger bättre kontroll än slicerns automatiska stöd och lämnar renare ytor.
Väggtjocklek och detaljstorlek
Minsta väggtjockleken styrs av munstycket. Med ett munstycke på 0,4 mm blir en linje ungefär 0,4–0,45 mm bred, och en hållbar vägg bör vara 2–3 linjebredder, alltså 0,8–1,2 mm. Belastade delar får 1,6–2,4 mm, vilket motsvarar fyra till sex perimetrar. Väggar ritade som exakta multipler av linjebredden ger renare utskrift utan tunna fyllnadsstråk.
I höjdled styrs upplösningen av lagerhöjden, typiskt 0,1–0,3 mm. En höjd på 5,1 mm blir därför 5,0 eller 5,2 mm med 0,2 mm lager. Små hål under 1–2 mm och text med mindre än cirka 0,5 mm linjebredd blir otydliga. Funktionsdetaljer som ska vara skarpa ritar vi därför med marginal eller borrar upp efteråt.
Tunna och höga detaljer kan dessutom vibrera när munstycket passerar. Smala torn och stift får därför en bredare fot eller en hjälpstruktur som bryts bort efter utskriften. Det ger skarpare detaljer och färre misslyckade utskrifter.
Toleranser och spel för passningar
En FDM-utskrift håller typiskt några tiondels millimeter, beroende på material, storlek och riktning. Hål blir ofta något mindre än ritat, dels för att cirkeln byggs av korta raka segment, dels för att plasten drar ihop sig. Första lagret pressas ut något, den så kallade elefantfoten, och vi fasar därför nederkanten på delar som ska passa mot något.
För rörliga passningar konstruerar vi med spel på riktvärdet 0,2–0,4 mm per sida, och för presspassningar med 0–0,1 mm. Leder som skrivs ut färdigmonterade, print-in-place, får 0,3–0,5 mm. Material med krympning som ASA och PA kräver mer. Vid kritiska passningar skriver vi först ut en liten provbit med flera spel och väljer det som fungerar. Bakgrunden finns i guiden om toleranser.
Måtten påverkas också av hur delen ligger. Ett hål som står lodrätt blir rundare och mer måttriktigt än ett som ligger ner. Delar med viktiga hål orienterar vi därför så att hålen pekar uppåt, när det går ihop med kraven på styrka.
Gängor, insatser och skruvförband
Skruvar direkt i plast fungerar för enstaka montering, men gängan slits snabbt. För förband som öppnas ofta använder vi värmeinsatser i mässing, som pressas in med en lödkolv. Hålet ritas enligt insatstillverkarens mått, och godset runt insatsen bör vara minst 1,5–2 mm för att inte spricka.
Alternativen är sexkantsfickor för vanliga muttrar eller modellerade gängor. Modellerade gängor fungerar bra från ungefär M6 och uppåt, och för grova gängor på lock och burkar. Mindre gängor skär vi hellre efteråt med gängtapp. Självgängande skruvar för plast fungerar också, om hålet ritas enligt skruvtillverkarens rekommendation och skruvtornet stagas med ribbor mot väggen. I fixturer och jiggar kombinerar vi ofta insatser med borrbussningar i metall där slitaget är stort.
Orientering och anisotropi
En FDM-del är inte lika stark i alla riktningar. Bindningen mellan lagren är svagare än själva strängen, och hållfastheten i höjdled är ofta hälften eller mindre av den i lagrens plan. Därför bestämmer vi utskriftsriktningen tidigt och ritar delen därefter: snäppfästen läggs i lagrens plan, och skruvtorn stagas med ribbor mot väggarna.
Ibland är det bättre att dela en del i två och skruva ihop den än att tvinga fram en dålig orientering. Vi lägger till styrpinnar och förband så att delarna monteras rätt. Har du en befintlig fil som ska anpassas börjar vi ofta med att göra om STL till STEP. Mer om metoden och materialen finns i [[g_3dutskrift|guiden om 3D-utskrift]].
Fyllnaden betyder mindre än många tror. När fyllnaden redan ligger kring 20–40 % ger fler perimetrar oftast mer styrka per gram än tätare fyllnad. Vi skickar med rekommenderade inställningar tillsammans med filen, så att delen blir likadan varje gång den skrivs ut.
DfAM-riktvärden för FDM (munstycke 0,4 mm)
| Parameter | Riktvärde |
|---|---|
| Överhäng utan stöd | Upp till ca 45° från lodlinjen |
| Bro utan stöd | Ca 10–20 mm utan problem, längre med viss nedhängning |
| Minsta vägg | 0,8–1,2 mm (2–3 linjebredder) |
| Vägg för belastade delar | 1,6–2,4 mm (4–6 perimetrar) |
| Lagerhöjd | 0,1–0,3 mm, typiskt 0,2 mm |
| Spel i rörlig passning | 0,2–0,4 mm per sida |
| Presspassning | 0–0,1 mm, prova med provbit |
| Print-in-place-led | 0,3–0,5 mm spel |
| Värmeinsats i mässing | Hål enligt tillverkaren, gods runt minst 1,5–2 mm |
| Hållfasthet i höjdled | Ofta hälften eller mindre av den i lagrens plan |
Riktvärden för FDM – de beror på material, utskriftsinställningar och delens storlek.
Det här behöver vi från dig
- Befintlig fil (STEP, STL eller 3MF) eller skiss med mått
- Hur delen belastas och i vilken riktning
- Vilka mått och passningar som är kritiska
- Miljö: temperatur, sol, fukt och kemikalier
- Antal exemplar och om delen ska skrivas ut av oss eller av dig
- Om du har en egen skrivare – munstycke, material och byggvolym
Exempel på uppdrag
- Del omritad för att skrivas ut utan stöd
- Gångjärn som skrivs ut färdigmonterat
- Kapsling med värmeinsatser för skruvar
- Lock och burk med modellerad gänga
- Stor del uppdelad med styrpinnar och laxstjärtar
- Snäppfäste orienterat för maximal seghet
- Lättviktsdel med ribbor i stället för massivt gods
- Fixtur med inpressade metallbussningar
- Provbit med flera spel för passningstest
- Sammansatt del ersatt av en enda utskrift
Det här påverkar pris och leveranstid
- Om delen ritas från början eller anpassas från befintlig fil
- Antal passningar, gängor och rörliga delar
- Om delen måste delas och få förband
- Antal provutskrifter för spel och passform
- Krav på styrka och vikt
- Om färdiga utskrifter ska levereras
Det här får du
- STL och 3MF med rekommenderad orientering
- STEP för framtida ändringar
- Rekommendation av material och utskriftsinställningar
- Lista över insatser och skruvar
- Färdiga utskrifter från NordiTeq (tillval)
Vanliga frågor
Vilken tolerans klarar en 3D-utskrift?
En FDM-utskrift håller typiskt några tiondels millimeter, beroende på material, storlek och riktning. För passningar ritar vi med spel och testar med en provbit när måttet är kritiskt.
Hur mycket spel ska man ha mellan två 3D-skrivna delar?
Riktvärdet är 0,2–0,4 mm per sida för delar som ska röra sig och 0–0,1 mm för presspassning. Det beror på material och skrivare, så en provbit med flera spel är det säkraste.
Vilken vinkel klarar man utan stödmaterial?
Ungefär 45° från lodlinjen är ett säkert riktvärde. Brantare ytor ritar vi om med fasningar, droppformade hål eller en annan orientering.
Hur fäster man skruvar i en 3D-utskrift?
Värmeinsatser i mässing är det mest hållbara för förband som öppnas ofta. Sexkantsfickor för muttrar och modellerade gängor från cirka M6 är alternativ.
Varför går 3D-skrivna delar sönder längs lagren?
Bindningen mellan lagren är svagare än själva plaststrängen. Därför orienterar vi delen så att lasten går längs lagren och förstärker skarpa övergångar med radier.
Kan ni skriva ut delen åt mig också?
Ja. NordiTeq tillverkar med FDM i bland annat PLA, PETG, ASA, PA, PC och TPU. Du kan också få filerna och skriva ut själv.