Повышение прочности FDM-печати

Укладка моно-нити из стекла или угля через хотэнд - это очень древняя идея. Я помню чуть-ли не до 2014 года уже были ребята из РФ которые толкали эту технологию печати, и даже делали что-то для Боинга или Эйрбаса (не шибко ответственное - типа кронштейна багажной полки - но тем не менее). Проблема уже тогда была очевидна - нужна безотрывная печать. Потому что подачу пластика в хотэнд вы остановите, а нить продолжит разматываться при холостом движении.

Я сам делал "poor man composite" останавливая печать, и укладывая слой штукатурной стеклосетки поверх детали, а потом запечатывая стеклосетку следующими слоями пластика. Так делался, например, лонжерон авиамодели. Технология была работоспособна - но каких-либо преимуществ перед лонжероном из карбоновой трубки или квадрата - не давала. Применить ее для деталей сложной формы - по понятным причинам было невозможно.

Теоретически, можно было бы поиграться с системами раздельной подачи пластика и нити (одна голова с двумя портами, либо многоголовая система). Но опять встает вопрос о непрерывности печати. Резать нить - смысла нет: она дает прочность именно тогда, когда она цельная. А если не резать - тогда должна быть очень специальная топология детали, и очень специальный слайсер. Проще уж тогда мотать на болване и заливать эпоксидкой...

Так что на круг оказывается проще принять ограничения прочности в качестве технологических - и строить конструкцию с их учетом, нежели бороться. Если не упираться в 3д-печать как в догму, и не ставить целью "вотпрямвсё" изготовлять на 3д-принтере - промышленность производит огромное количество металлических полуфабрикатов и деталей, которые можно использовать в качестве закладных, и замыкать передачу разрывающих усилий через них... Ну а если нет - то "на производстве 3д-принтер и фрезерный станок вместе значительно полезнее, чем отдельно 3д-принтер, и отдельно - фрезерный станок" (C). Но дорого, и домой не засунешь...

стандартный FDM 3D-принтер, печатающий расплавленным пластиком, и установили дополнительную головку, которая укладывает волокно (стеклянное, углеродное или иное), одновременно пропитывающееся пластиком. 

В итоге образуется композитный материал, по прочности превосходящий металлы, и в то же время малого веса! 

А поперёк слоёв? Вдоль и обычная печать неплоха...

Боюсь что 99% заморочек, "инженерные" филаменты, активные термокамеры итп бессмысленные в быту, не в быту 90%. Хрупкий АБС - возьми вязкий полиэтилен, не хватает твердости добавь оболочку, проектируй изначально под печать... 3 вещи решающие 99% проблем...

Печатаем мастер модель на полимернике и льем полиуретан) считаю FDM только для творчества и макетирования, есть конечно некоторые детальки которые можно напечатать, но к прочности большие требования по этому только литье выбираю. Да и полимеры сейчас прочнее стали.

Это все армирование и гомогенизация.

Интересно, почему не обсуждатся стандартный композитный подход, почему бы "многоголовым" FDM принтерам не печатать напрямую структуры из разных по механическим свойствам пластиков, типа ABS + TPU, ну или TPU с карбоновой крошкой, перемежая не только слои, но и материалы внутри слоя.

Правда, стандартные CAD/CAM и слайсеры такое вроде не умеют, но, казалось бы, вот он настоящий стартап на миллион -- форкнуть CURA и успешный успех.

Если проектируешь модель сам, то ты можешь:
1) спроектировать ее с учетом будущей печати так, чтобы будущая нагрузка и слои при печати располагались наиболее оптимальным образом.
2) в высоконагруженных местах, где высок риск разрушения модели, можно применять не столько утолщения - я обычно ими никогда и не пользуюсь - а сколько ребра жесткости, на отверстиях сквозных я стараюсь делать дополнительные цилиндрические, выступающие над корпусом на несколько миллиметров, утолщения радиусом на 20% больше основного отверстия - это положительно сказывается на прочности самих отверстий
3) Заполнение 70-80% и выбор пластика под задачу - сейчас есть куча принтеров, которые могут печатать высокотемпературными пластиками
И для своих домашних задач этого вполне оказывается достаточно.

Хотэнд нужен поворотный, чтобы можно было «облететь» вокруг закладных трубок с рифлёнкой и прямо в рифлёнку слои «отложить». Там, конечно, прямо лютая асимметрия сопла потребуется… да и рифлёнка сможет иметь только очень ограниченный диапазон углов…

А вот ещё вопрос: кто-нибудь пробовал герметичное печатать? Бачок для увлажнителя, например? Мне в голову приходит только дичь типа «сделать двойные стенки и между ними эпоксидку залить». Впрочем, у дичи в моей голове стабильно гнездовая территория… башкой тряхнул — вальдшнепы посыпались :-D

Ну и снова напоминаю идею, которую никто пока не проверил: стальная проволока диаметром около 100 мкм, электрод с аналогичной «пяточкой» на конце и что-то типа точечной сварки. Проволока прижимается, даётся ток, она плавится, в зазоре около 30 мкм удерживается капиллярными силами, а остальная проволока обратной подачей от расплава отделяется. «Смыть, повторить». Все пытаются плеваться каплями расплава — точность и разрешение получается сами понимаете. А вот бы не надо бы — между предыдущим слоем и «пяточкой» электрода мы можем сформировать примерно сколько угодно тонкую «плюшку» диаметром с «пяточку» электрода, прижав более или менее длинный кончик проволоки, а остальную проволоку стратегически натянуть, чтобы она при расплавлении сразу же отлипла, пока «плюшка» ещё не схватилась обратно. То есть у нас в принципе нигде не формирует каплю никакое поверхностное натяжение, соответственно, мы не ограничены его капризами.

Кстати, о закладных трубках — как я прокомментировал собственную же конструкцию роликовой вешалки для белья (чуть улучшил в плане ресурса роликов обычную китайскую), «самая прочная 3D-печать делается из болтов, между которыми напихали немного пластика».

мне кажется это как делать что-то из пластилина и спустя 10 лет придумать добавку которая сделает что-то похожее на пластик например. безусловно это может быть, но как правило те кто пользуются пластилином пользуются им именно из-за его свойств. Для меня в 3д печати никогда не было места мегапрочному, это скорее возможность сделать что-то, чего нет в продаже - корпуса, детали, игрушки.

В статье совершенно забыли сказать за обдув и расстояния между стенками\линиями. Они тоже значительно влияют на прочность. А да, ещё рисунок заполнения, тоже влияет значительно. Зигзаг - один из самых слабых.

Мы пробовали для герметичности корпус покрывать UF лаком он хорошо держит сцепку с petg пластиком и не хрупкий. Проверьте вам понравится и делов на 5 мин.