Pruebas de estrés Pegamento caliente inyectado para impresiones 3D sólidas, rápidas y baratas - 💡 Fix My Ideas

Pruebas de estrés Pegamento caliente inyectado para impresiones 3D sólidas, rápidas y baratas

Pruebas de estrés Pegamento caliente inyectado para impresiones 3D sólidas, rápidas y baratas


Autor: Ethan Holmes, 2019

La impresión de un objeto sólido (100% de relleno) tiene muchas ventajas, a saber, resistencia y rigidez. Sin embargo, se tarda mucho más en imprimir con un relleno alto y, por supuesto, se necesita mucho más material.

En Lantern Robotics ideamos una solución interesante inyectando adhesivo de fusión en caliente (HMA) en impresiones huecas (0% de relleno). HMA, también conocido como pegamento caliente, es un termoplástico con una temperatura de fusión de alrededor de 180 ° C, que permite inyectarlo en objetos impresos sin distorsionarlos o deformarlos debido al calor excesivo.

El resultado es un objeto impreso más barato y más rápido que es completamente sólido y, según la configuración de la carcasa, puede ser rígido o flexible. Aquí está cómo probarlo.

Que necesitarás:

-Pistola de pegamento (alta temperatura para ABS, baja de PLA) -Palo de pegamento (cualquier tipo funcionará) -Viro de perno o perforación

Paso 1: Imprime tu objeto con 0% de relleno. Para nuestro proceso 3-4 conchas es ideal.

Paso 2: Taladre dos orificios: uno para inyecciones y otro para ventilación. Haga que el orificio se ajuste a la punta de la pistola de pegamento, esto permite una buena contrapresión y evita las fugas.

Paso 3: inyecte HMA en la impresión hasta que la cola se filtre por el orificio de ventilación. Dejar enfriar.

Consejos:

  • Este método es mejor para objetos con huecos centrales o cavidades grandes.
  • Use una punta de metal de precisión (como se muestra en la imagen). Proporciona mucho más control.
  • Si inyecta en PLA, use la temperatura más baja posible en su pegamento.
  • El alcohol isopropílico rompe el vínculo de HMA con lo que se adhiere.
  • Tenga esto en cuenta para la limpieza o si gotea un poco de pegamento en la parte exterior del modelo.
  • Para objetos más grandes puedes taladrar agujeros adicionales.
  • Siempre puede agregar los agujeros en su diseño, lo que permite una colocación más precisa.
  • Si se usa en el exterior o en un ambiente de alto calor, cubra los orificios con un poco de ABS + Acetona.

¿Cuales son los beneficios?

Costo: HMA es drásticamente más barato que el filamento comprado a proveedores de impresoras 3D.

Material Costo promedio
HMA (adhesivo de fusión en caliente) $ 5- $ 7.50 / kg
ABS - En bobina, para impresoras aficionados. $ 30- $ 50 / kg
PLA - En bobina, para impresoras aficionados. $ 30- $ 50 / kg
ABS - Cartucho estilo para máquinas profesionales. $ 200 + / kg

También hay guías de bricolaje para crear tus propias barras de pegamento de diferentes longitudes, colores y materiales. Esto podría reducir aún más el costo.

Tiempo: Imprimir objetos huecos lleva mucho menos tiempo para imprimir, ya que el relleno se omite por completo. (El ahorro de tiempo exacto depende del tamaño de su objeto, por supuesto).

Características únicas: HMA tiene una consistencia firme y gomosa. Esto da a los objetos inyectados un efecto "a prueba de golpes" ya que el pegamento lo mantiene unido desde el interior.

-Gran para piezas que requieren ajustes a presión o una cantidad fija de flexión.

-Ajustar la cantidad de carcasas del objeto impreso le permite controlar la rigidez y elasticidad de la parte inyectada final. 1-2 carcasas hacen que el objeto sea más flexible, mientras que 3-4 carcasas dan la rigidez necesaria para los engranajes, piezas estructurales, modelos, etc.

¿Qué pasa con la fuerza?

Se realizaron pruebas rudimentarias para comparar la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción de las impresiones con HMA inyectadas con impresiones que contienen el relleno tradicional. Se hicieron dos conjuntos de objetos de prueba: uno para ABS y otro para PLA.

Prueba de compresión La forma de la impresión, la composición, los porcentajes de relleno, la temperatura de impresión, la dirección de la carga y una cantidad innumerable de otras variables deberían tenerse en cuenta para obtener cualquier tipo de datos de carga exactos. Esto ni siquiera menciona el equipo especializado de pruebas de precisión que se requeriría. Así que decidimos limitar un poco nuestro alcance y probar un tipo específico de pieza impresa. En este caso, elegimos una rueda robot de 60mm.

Utilizando indicadores de cuadrante y un vicio de banco calibrado, registramos y observamos la deformación, el agrietamiento del casco, el rebote elástico y el fallo de los diferentes objetos de prueba.

Estas fotos muestran las ruedas después de la prueba de compresión: ABS a la izquierda, PLA a la derecha. Ordenados de arriba a abajo, los porcentajes de relleno son: 0%, 50%, HMA, 100%.

Las siguientes tablas dan una respuesta a esta pregunta:

¿En qué punto de carga se deforma, agrieta o deslamina cada rueda donde ya no se usa?

ABS: El relleno ABS del 50%, abs50, realizó lo mejor en esto, seguido de la rueda inyectada HMA.

Los huecos en el relleno dentro del abs50 Permitir que se comprima como el objeto inyectado HMA. Sin embargo, abs50 Mantiene la rigidez y la forma uniforme mejor que la absma objeto.

los abs100 Los resultados fueron un poco de sorpresa. Tenía la menor cantidad de deformación, pero el aumento de la tensión hizo que se combara mucho antes de lo esperado.

(Nota al margen interesante: la rápida y rápida expansión del punto de falla en abs100 En realidad destruyó uno de nuestros indicadores de dial.)

PLA: Las pruebas de PLA fueron un poco diferentes. los pla100 El objeto fue el claro vencedor para esta prueba en particular.

Nuestra plataforma fue llevada al límite tratando de inducir fallas, y mucho menos deformar significativamente la pla100 objeto. Por razones de seguridad y prácticas, esta lectura en particular seguirá siendo un misterio.

Sin embargo, como puede ver, la rueda infundida con HMA es más que adecuada para esta aplicación en particular.

También se debe tener en cuenta que la adición de HMA al PLA generalmente quebradizo le dio propiedades más elásticas.

Comparación de la resistencia a la tracción

Con el método de prueba de tracción, pudimos obtener cifras más precisas ya que simplemente estábamos midiendo la carga en el fallo.

Esta plataforma era sencilla. Consiste en un marco de 6 pies con una escala colgante (capacidad de 550 lb) y un cabrestante de 3500 lb reconectado para funcionar a un voltaje más bajo. La pieza de prueba impresa se equipó con soportes de acero que conectaban la escala y el cabrestante.

Para ver en profundidad esta prueba y las imágenes de los resultados, mire el video a continuación.

 

ABS: Como puedes ver, el ABS HMA los resultados se encuentran directamente en medio del 50% y 100% de los objetos. Para la mayoría de los propósitos, parece que la inyección de HMA proporciona una resistencia más que adecuada.

Por lo general, la mayoría de las impresiones de "solo visualización" no necesitan más del 10-15% de relleno. La mayoría de los paquetes de software de rebanado predeterminan sus ajustes de relleno alrededor del 30%. Un relleno de 70-80% es generalmente donde se imprimen la mayoría de las partes estructurales. Por lo tanto, el método de inyección de HMA debería funcionar muy bien como un reemplazo en las impresiones aplicables.

PLA: el objeto PLA HMA no se desempeñó tan bien como su contraparte de ABS.

A juzgar por esta pequeña muestra sola, parece que el PLA inyectado con HMA no es el mejor ajuste para los objetos que requieren una mayor resistencia a la tracción con carga.

Conclusión

Agregar la inyección de HMA a su arsenal de habilidades de impresión 3D resultará beneficioso para su billetera y agenda. Es una forma económica y efectiva de agregar algo de volumen / refuerzo a las piezas artísticas y la integridad estructural a los montajes, soportes, ruedas, engranajes y otros objetos aplicables.



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