Comments 11
Ваш заголовок кричит на меня!
А статья интересная.
Я делал такие же тесты, правда не прибором сертифицированным, а кухонными весами. В общем получил те же выводы, но с одной оговоркой: 100% заполнение работает хуже, чем 90%. Моя теория: из-за излишнего депозита материала появляются внутренние расслаивания.
И отсюда вывод: как минимум на Cura и Simplify3D если хочется сделать цельнолитую детальку, особенно мелкую, то надо заполнение ставить ноль. А вместо этого количество донных слоёв устанавливать в 100500. Оба слайсера используют паттерн движения, который позволяет разглаживать соплом нижние слои и тем самым устранять дефекты. А для заливки этого не делают.
А для крупной детали лучше напечатать стенки в один слой и залить чем-нибудь. Эпоксидку никто не отменял, но мой рабочий рецепт - 50% медицинского гипса + 50% жидкого клея. Дёшево и надёжно, при этом очень глухой звук если постучать, будто там прямо камень.
альтернативное объясение того, почему на 90% прочность выше, чем на 100%: внутренние расслаивания идут и там и там, просто в 90% заполнении есть внутренние стопоры этих расслаиваний, а в 100% заполнении таких стопоров намного меньше и расслоение происходит быстрее и проще.
Объяснение: материал довольно пластичный, поэтому разрушается за счет растрескивания в объеме (в отличие от стекла, которое разрушается по одной-двум магистральным трещинам мгновенно, и от металлов, которые разрушаются за счет всяких пластических течений почти без трещин). Основной источник трещин- межслоевая адгезия, в самом слое трещин нет (или почти нет). Когда начинается формирование межслоевых микротрещин то при 90% эти трещины быстро выходят на внутренние пустоты и рост микротрещины прекращается (один из способов борьбы с трещинами в металле- это засверлить в вершине трещины отверстие- и все, дальше трещина не идет, а тут просто трещина выходит на внутреннюю пору и останавливается), как следствие- микротрещины растут медленнее и разрушение происходит позднее. В сплошном материале механизма сдерживания роста микротрещин нет и они раскрываются быстрее и полнее.
и еще- для пластиков типа ABS, PLA, PCL и вообще растворимых пластиков стойкость изделий на удар и на изгиб очень сильно повышается после выдержки в парах растворителя, например- над ванночкой с горячим ацетоном. межслоевые дефекты зарастают и межслоевая адгезия резко вырастает- и изделие в целом становится гораздо "прочнее" в бытовом плане.
у Вас довольно "грязный" эксперимент: Вы сделали "галочку" и прессуете ее. В вершине этой галочки у Вас получается так называемый "концентратор напряжений"- то есть, локальный уровень напряжений в этой области намного (разика в три!) превышает средний уровень напряжений в изделии. Плюс в этой области у Вас напряжения сильно неоднородные и быстро спадают, и они в этой области растягивающие, а выше этой галочки у Вас давит пресс, создавая сжимающие напряжения. Рассматривать такое нагружение как показатель прочности материала (материала в целом! а не отдельной детали в отдельно взятых условиях нагружения)- это довольно спорное занятие. Как пример- попробуйте определить прочность углеволокна на вашем прессе- получите, что оно вообще не сопротивляется сжатию, и материал этот- ну просто полная фигня. Но углеволокно предназначено для работы на растяжение при однородной нагрузке и держит это растяжение получше стали! поэтому и есть стандартные испытания лопаток стандартной формы- и в этих стандартных испытаниях определяется прочность на растяжение, прочность на сжатие, прочность на изгиб, и куча других. Есть специальные испытания на сдвиг и на трещиностойкость. потому что это все разные режимы нагружения, которые реализуются в разных условиях и материал, прекрасно устойчивый к одному типу нагружения может быть вообще никакой в другом типе нагружения. Алмаз твердый, и режет латунь, но если по алмазу ударить латунным молотком- то алмаз расколется, а молоток- останется целым, но покоцаным. Вы какую прочность-то меряли?
Что означают цвета на первом графике?
Погуглить в Ютубе видео от фаблаб, это из бауманки по-моему люди.
Просто, чтобы понимать как надо оформлять подобные посты...
Здравствуйте. Попалась статься, даже зарегистрировался, до этого хабр просто читал. По своей специальности я инженер-прочнист и ваша работа у меня вызывает смешанные эмоции. Начну по порядку, надеюсь, не будет выглядеть сумбурно
Почему выбор пал именно на образец такого типа и эксперимент именно в таком виде? В данном случае вы может и получили "прочность" детали, но это совсем не то, так никто не делает. В данном случае "прочность" определяется максимально возможной нагрузкой, при которой деталь не потеряла устойчивость, а это уже совсем другая задача. Обычно для материала получают диаграмму растяжения, которую извлекают из эксперимента на гладких образцах, именно таким образом можно оценить прочность материала, а не детали.
Аналогично с деформацией. Деформация - безразмерная величина, которая вычисляется также из эксперимента на гладких образцах, как отношение изменения длины образца к исходной длине образца. (В целом все характеристики различных материалов в справочниках и гостах получены на испытаниях гладких образцов).
Ваша цитата - "Исходя из графиков, делаем вывод, что зависимость прочности от плотности заполнения близка к линейной." вообще не верна. Она не является линейной и никогда не будет линейной, ибо влияют много факторов как печати и материала, так и проведения эксперимента.
"Также, направление укладки слоёв заметно влияет на необходимое для повреждения усилие" - тут вам к любому учебнику теории упругости и понятию о свойствах материала. В данном случае характеристики материала скорее всего ортотропные и логично, что растяжение такого материала "вдоль волокон" даст больше прочности, а "поперек" - меньше. Опять же про прочность тут нельзя говорить, нужно рассматривать устойчивость, и смотреть сколько силы нужно для потери устойчивости именно этой детали(ибо полученные экспериментально данные для одного и того же материала и разных деталей будут разные).
" Каждая деталь прошла тест на прочность" - это как? Что брали за предел прочности? У вас есть прочностные расчеты?
Исследование зависимости прочностных характеристик изделия от параметров 3D-печати и используемого материала