Модели из 3D принтера
Сопромат и проектирование деталей - не меняются.
Ещё как меняются. Когда Вы писали о “печати” лопаток турбин или ракетных двигателей, то ведь не имели в виду технику FDM?
Это послойное плазменное спекание тела детали из металлического порошка сфокусированным излучением IR лазера в специальной газовой среде. Так что по Артоболевскому скорее всего не получится. Да и сопромат нужно дописывать (как раз дописывают) в применении к этим процессам. А в прикладной науке 10-20 лет это слишком малый период. Так что вашему поколению и достанется этот “вкусный” кусок. Кстати, порошковые технологии с лазерным спеканием у нас в Союзе появились ещё в 80 гг. Координатные системы, конечно, отставали, но всё остальное было хорошо изучено и внедрено. Тот же МИСиС и инст. им. Патона этим занимались.
Это моё мнение, не более того. Без претензии на абсолютную истину. Также как и Ваше. И хорошо, что эти мнения есть и пусть будут есть и вызывать дополнительный интерес к этой теме.
ам толщина стенок 1.2мм (Хотя на сайте сказано 1мм) и нет указаний по заполнению.
Собственно, отвечаю, потому что был затронут вопрос о “рутинности” проектирования для аддитивных технологий. А чего, действительно, лисапет изобретать… Проектирование детали с тонкими стенками для вертикальной печати в технике FDM 3D print имеет следующие особенности: толщина стенки выбирается кратной диаметру сопла. Это потому, что реальная толщина всё равно будет в проходах инжектора. Так, заданную толщину стенки меньше диам, slicer будет трактовать как стенку в один периметр (при соответствующих настройках других функций). Толщину стенки равную, или чуть больше диаметра (0.5 мм при di=0.4 mm) будет печатать в два периметра с возможным перекрытием слоёв, давая средную толщину ок.0.6 мм (нет разделения по периметрам). А вот толщину 0.8 мм будет печатать в два периметра с воздушным промежутком между стенками. Попытка введения заполнения будет отрицательной. Ведь минимальная толщина структуры ячеистого заполнитыеля - 1 диам. инжектора, или 0.4 мм. То есть, при создании такого полимерного композита со стенками-панелями гофрированного типа и заполнителем ячеистого типа, минимальная физическая толщина стенки детали, определяемая ТТХ печатающей системы FDM типа будет - 1.2 мм. Следующий типоразмер - 1.6 мм, 2.0 мм и т.д.
Поэтому, при программировании Slicer Process вы должны будете для конструкции такой стенки подобрать форму заполнителя, угол и процент заполнения. Тогда деталь получится достаточно лёгкой и прочной с развитыми внутренними связями внутри. Кстати, вес по сравнению с однослойной (с перекрытием) деталью получается примерно на 30% выше. Делал два фюзеляжа для мотопланера GuppiS по этим двум техникам (стенка - 0.5 vs. стенка 1.2 с заполнителем 50%) и окончательно выбрал второй вариант. Было падение готовой детали (склейка из 6 сег.) с 2 м высоты на бетонный пол без последствий.
в застенках NASA
Пора начинать лепить гравилёты Гребенникова! Назло ушлым америкосам.) Гравилёты в массы!
Да и сопромат нужно дописывать (как раз дописывают) в применении к этим процессам. А в прикладной науке 10-20 лет это слишком малый период.
Что там дописывать? Численные методы никак не меняются, достаточно только параметры нового материала забить - с поправкой на то, что в разных направлениях коэффициенты немножко отличаются. Материалы с анизотропией мех. свойств - не новость, любая деревяшка есть материал с анизотропией, сопроматом всё это изучено вдоль и поперёк.
Кстати, порошковые технологии с лазерным спеканием у нас в Союзе появились ещё в 80 гг.
На уровне экспериментальных обзразцов - не считается. В реальное производство лишь относительно недавно пошло и, увы, уже не в нашей стране…
…следующие особенности: толщина стенки выбирается кратной диаметру сопла. Это потому, что реальная толщина всё равно будет в проходах инжектора…
Далеко не всегда!
- Например, если мы рисуем деталь, где стенка нужна ровно в 1 проход сопла, нарисуем эту стенку в 0,4мм, то при слэйсинге можем получить много косяков. Не каждый слэйсер и не в лбом режиме “поймёт”, что надо делать один проход сопла с 100% экструзией, особенно после экспорта в так обожаемый принтерными программами STL. При аппроксимации кривых поверхностей (внутри stl-файла) реальная толщина будет пласять - чуть больше и чуть меньше 0,4мм и отсюда будут проблемы.
Для тонких стенок - рисуем ~0,6 мм, а в настройках слэйсера ставим 1 периметр и 0% заливки.
Кратность диаметру сопла актуальна для толщин от 0,8 до ~3,2мм. Если толще, то уже по барабану. Опять-же, если толщина стенки хотя-бы 3 диаметра сопла - то многие слэйсеры могут в середке сделать линейную заливку щели ВНЕ зависимости от соответствия ширины этой щели диаметру сопла. Будет выдавливаться меньше пластика, если щель тонкая.
гравилёты Гребенникова!
Дядя давно умер, а где-то под Новосибом до сих пор музей его имени есть, деньги за вход собирает. У дяденьки был успешный бизнесс 😃
Для тонких стенок - рисуем ~0,6 мм, а в настройках слэйсера ставим 1 периметр и 0% заливки.
Говорим про одно и то же с разной степенью косноязычия/красноречия 😉. Наверно, каждый подбирает себе “удобный” размер толщины и с ним делает все проекты этого типа. У меня эта толщина 0.5 мм и для неё - пара Процессов в slicer. Меньше диаметра делал, но не понравилась малая жёсткость и прочность стенки на плоских участках поверхности. От локальной кривизны прочность зависит сильно.
Про “сопромат”. Вернее про “официальный сопромат”. Пока нет сертфицированного софта для обсчёта печатных деталей. Поэтому при производстве, например, спутниковых платформ и инструментов к ним (ближе по работе), 3D print дальше оснастки и макетов не идёт. Никто не берёт на себя ответственность использования на борту не проверенных и не симулированных достоверно деталей. Конструктора- механики предпочитают проверенные и рекомендованные списком (у нас - NASA) материалы и технологии. Аддитива в них пока нет. Хотя для экспериментальных работ у нас на фирме цех из нескольких десятков Stratosys работает уже более 10 лет. Сам начинал проектировать лабораторную оснастку под печать в 2007 году.
Про “сопромат”. Вернее про “официальный сопромат”. Пока нет сертфицированного софта для обсчёта печатных деталей. Поэтому при производстве, например, спутниковых платформ и инструментов к ним…
Это вопрос не науки и теорий, а опыта практической эксплуатации напечатаных деталей. Пройдут года, накопится СТАТИСТИКА по отказам - тогда и в космос полетят. На МКС уже несколько лет как 3Д принтер отправили и используют по делу. Обычный FDM, между прочим 😒
У дяденьки
Возможно.Но “ступы бабы Яги”,что в начале видео,весьма любопытны сами по себе.Нигде не видно никаких вентиляторов снизу.Да там и места то нет.Ноги пилота и сразу пол.Всё.
Но “ступы бабы Яги”,что в начале …
На волшебном экране живые механические роботы как настоящие в космосе сражаются, а вы - про доску с рулем… 😁
Чтобы накопить статистику отказов на борту, нужно детали и узлы на борт ставить. А чтобы поставить такие детали на бортовое оборудование и в состав ПН, нужно пройти комплекс ПОН и ПНО (Программы наземной отработки изделий) предварительно получив сертификации в программном обеспечении расчётов прочности, вакуумной устойчивости и ещё около полусотни параметров. Один из самых сомнительных для использования - это болшой уровень возможной дегазации печатных полимеров и огромный риск загрязнения научного и специального оборудования (contamination control - C2). А FDM принтер на МКС - не более чем обычный технологический эксперимент.
Первая сборка одного из вариантов будущей модели Sopwith Snipe. Пока вес фюза 100 г. Без оперения, верхнего гаргрота, шасси и подкосов крыла. Отдельно - капот.Здесь несколько техник печати, которые хорошо просматриваются в прозрачном PLA. Однослойка на стенке, многослойная печать с разрешением 0.2 мм на фланце, печать с заполнителем и усиления толщины вокруг центрального диска. Вес капота - 12 г. Деталь достаточно прочная и будет хорошей защитой двигателю
волшебном экране
Вряд ли видео фейковое.
Вряд ли видео фейковое.
А, ты про ступу, где летчик в шлеме. Так это американский экспприментальный турболёт, военные баловались. Летал, но в серию не пошёл - непонравилось, что топлива слишком много жрёт по сравнению с вертолётом.
Была статья про него где-то.
Простое бесплатное крыло. Печатать не пробовал
www.thingiverse.com/thing:1659724
Простое бесплатное крыло. Печатать не пробовал
www.thingiverse.com/thing:1659724
Вообще, это всё было ранее в теме. И эта модель и многие другие. Я их сюда добавляю, обычно с описанием и картинками. Отсутствие закрепленной шапки весьма неудобно, к сожалению…
В продолжение сборки фюза:
Поделитесь как делать постобработку PLA? Чем лучше шпаклевать, грунтовать, какие-то нюансы?
С ABS всё понятно, а вот по PLA интернете очень мало информации и такое ощущение что всё это пересказы одного источника.
Да пожалуйста. Для тех кто ещё любит (может) читать более 5 фраз кряду 😃
PLA своеборазный материал в части мех. обработки. Нужно сразу определиться со степенью законченности и чистоты детали, узла, модели. Этот термореактопласт позволяет делать пространственные обьекты сложной и точной геометрии как в вертикальной, так и в плоской печати. Но обладает плохой срабатываемостью абразивными и режущими инструментами.
Поэтому первое правило: делайте как можно точный дизайн сопрягаемых деталей. С закладкой в параметры изготавливаемой из PLA на принтере детали допусков и посадок из настроек вашего принтера. Это поможет избежать излишней ручной доводки. но, как бы там ни был точным используемый дизайн детали, после печати возникают необходимость снять облой, подравнять борты, вывести плоскостность фланцев. Тогда нужно обзавестись несколькими основными материалами и инструментами для разных стадий доводки. Это несколько номеров наждачной бумаги (80,100,120) и абразивных губок разной форму и размера абразива. Как правило их три: мелкий, средний грубый. К ним в помощь идут пара комплектов надфилей: мелкого и среднего размера и разных сечений. Вообще, именно надфили - основные инструменты слесаря-сборщика уникального оборудования. И именно н. делаются большинство доработок деталей после 3D печати, в том числе из PLA. Ещё одним необходимым инструментом является ручная бормашина (Dremel, например) с комплектом разных насадок, главенствующее положение среди которых занимают резиновые насадки для наждачных головок. С добавкой круглых фрез-боров. Камни (и алмазные боры) плохо работают по PLA. Иногда помогают штихели разных кромок. Можно заточить обломанные до шейки скальпели. Для термообработки и доработки плавлением нужно иметь набор ручных инструментов произвольной формы из стали (лучше держит нагрев). Дрель или настольный вертикальный сверлильный станок дополнят джентельменский набор доводчика PLA. Правило второе: в доработке абразивами всегда используйте мокрый метод. PLA гораздо быстрее и точнее (и без облоя) срабатывается в водной среде. Только нужно изготовить несколько “шабашек” из дерева подходящих форм и либо наклеивать либо просто оборачивать по-мокрому н. бумагой. Такими ручными инструментами в воднпй среде можно быстро доработать, например слегка выступающий стык двух сегментов фюза, или отверстие и т.д.
Клеить PLA можно тремя типами клеевых составов. Как предварительный клеевой стык, позволяющий точно и не спеша сопоставить сопрягаемые детали из PLA, может использоваться известный клей UHU, который после нанесения на обе поверхности и подсыхания будет фиксировать обе детали в пространстве модели или узла. После подгонки и высыхания стык проливается циакрилом. Ц-А является основным сборочным клеем для таких работ. Обладает достаточной прочностью и устойчивостью. Для упрочнения и заливки ответственных узлов под нагрузкой, могут использоваться эпоксидные компаунды жидкой и пастообразной консистенции. Использую, например, 10 мин эпокси марки Poxipol в тубах. Есть прозрачная, которую очень удобно использовать для упрочнения стенок и в качетве лёгкой шпаклёвки (со спиртом или ацетоном), выбирая перепады высот или какие-то мелкие дефекты печати. Другая, серая, более быстрая и прочная, позволяет делать упрочнение стыков, вклейку конструктивов из других материалов (металл, дерево, композиты).Также используется эпоксидная автомобильная шпаклёвка. Наносятся эти материалы шпателем, пальцем, деревянной лопаткой, а после отверждения срабатываются абразивами и надфилями.
После обработки, подгонки, сборки наступает момент, когда модель может быть окрашена или покрыта специальным составом для упрочнения и сглаживания структуры печати. Таким составом может быть либо акриловый, либо полиуретановый лаки. Сам использую двухкомпонентный акриловый (пистолет или аэрограф), либо в последнее время (фюз на фото) ПУ лак в аэрозольной упаковке. Такой лак серьёзно добавляет прочности сборке и выравнивает рельеф печати.
Окраска PLA может производиться любыми красками от нитро до акрилики. Также хорошо держит всякие PVC плёнки-самоклейки.
Можно добавить пескоструйку или шаровые ректификаторы. Но и вышеуказанного достаточно, чтобы получить достаточную чистоту и прочность деталей из PLA.
P.S. Важное дополнение: скорости обработки Dremel и на сверлильном станке минимально возможные. Кроме того, при сверлении, сверло обязательно смазывать графитно-молибденовой смазкой или, хотя бы капать масла. Все попытки подключить токарную обработку не увенчались успехом - материал “плывёт”.
Т.к. речь о самолетах, шпатлевать надо чем-то сверхлёгким. Бывают такие шпатлёвки для пенопласта.
Я вот экспериментировал с лёгкой шпатлёвкой Woodland Scenics Foam Putty на кончике крыла от qTrainer.
На второй, третьей и четвертой фотографиях вес исходной детали, после первого слоя шпатлевания и после второго слоя. Каждый слой обрабатывался шкуркой.
На пятой и шестой фотографиях такой же элемент был покрыт одним слоем обычной, не сверхлёгкой шпатлёвки, увидев сколько веса она накинула, даже не стал делать второй слой.
Также использую малярную акриловую шпаклёвку ( у нас - для внутренних работ) на водной основе. Учитывая, что сборки из 3D принтера достаточно точные, шпаклёвка нужна точечная. Поэтому, такая хорошо работает. Особенно если после наждачки покроете поверхность вышеуказанным лаком. Именно так сделано на капоте модели Sopwith.
Спасибо! Очень познавательно.
Итого, “шкурить” лучше по мокрому, нужно попробовать
. Что касается надфилей, у меня они почему то делают поверхность рыхлой, как будто рваной.
Шпаклевать нужно дефекты печати типа недоэкструзии, от утончения стенок до маленьких дыр из-за пузырька или в начале слоя. К сожалению полностью от этого избавиться не удалось, иногда проскакивает.
Сейчас печатаю Спитфайр от 3лдаба, попробую на нём методы.
Ещё вопрос - как лучше усилить клеевой шов например на стыке половин крыльев? Первый самолёт у меня разбился из-за разделения крыла (есть с видео в теме выше). На втором усилил стык тканью с пропиткой ЦА клеем, но пока ещё не летал.
Специально выложил несколько из имеющихся в наличии надфилей. Среди них есть ещё образца конца 70, начала 80 гг. В основном так наз. “бархатные”. С мелкой (и очень мелкой) насечкой. Именно такие лучше всего работают по вязкому материалу, к которому относится PLA. По поверхности луче работает диагональная насечка, а по пазам - крестовая. Добавлю, что также пользуюсь при этом увлажнителем. Не в России будь сказано - это ethylic alcohol. У нас в Аргентине он продаётся в супермаркетах, как косметический продукт, достаточно дёшево. Хотя, изопропиловый работает лучше (он дороже).
На другом фото пример реконструкции дефекта стенки вертикального сегмента гаргрота. Лёгкий перегрев подплавил кончик технологического фланца (только для печати). После склейки циакрином наложил заплатку из прозрачной эпокси Poxipol 10 min. Оставлю на 12 чaсов и завтра зашкурю.
Я не очень интересуюсь деталями конструкций моделей от 3D lab. Но попробую предположить. Похоже здесь был бы нужен соединительный штифт из анизотропного материала (сосновая рейка, например). Это простое и эффективное решение. Сам использую именно сосновые профили (“H”) для этой цели. Рейка соединяет несколько нервюр, выходя из центроплана. Этим создаётся очень надёжный стопорящий момент, выдерживающий серьёзные поперечные нагрузки в комбинации с бальсово-PLA лонжероном В случае клеевого шва (по поверхности нервюр?) вся нагрузка на “отлип” ложится на небольшую площадь контактной поверхности с неизвестной степенью адгезии клея к пластику. Добавка ткани в параллель к направлению сил адгезии по сопрягаемой поверности не добавит надёжности. Ведь верняя кромка ткани работает в основном на сжатие, а нижняя - на растяжение. В лучшем случае удержат полукрылья от разлета. Ну, это в случае перегрузок, не запланированных проектировщиками.
Очевидно нужно попробовать вписать в стык балку (рейка из бальсы, сосны или фанеры 1- 3 мм) внутрь крыла. Просверлив/прорезав отверстия в нервюрах. И вклеить на циакрин + эпокси, уложенной сверху по шву.
Кстати, по поводу ремонта дефектов печатной модели. Я иногда для этого испольхую 3д ручку. Заряжаю тот-же филамент, которым печаталось и “зарисовываю” дефект. Потом шкурю. На плоской поверхности вряд ли получится, а вот стыки ремонтируются весьма хорошо.
Ещё вопрос - как лучше усилить клеевой шов например на стыке половин крыльев?
Вот пример, некоторого усиления стыков крыла для модели QTrainer от 3DLabPrint: www.thingiverse.com/thing:2554621