Enfiler l'aiguille avec facilité :tailles minimales des caractéristiques des fibres

Les filaments composites forgés ont des propriétés incroyables et peuvent ajouter une résistance et une rigidité élevées à de nombreuses pièces imprimées en 3D. Comme tous les processus de fabrication, cependant, l'impression 3D renforcée de composites est mieux adaptée à certaines applications qui peuvent tirer parti des avantages du processus spécifique. Dans les opérations d'usinage CNC, par exemple, une fraise en bout carrée peut produire des caractéristiques de poche ou des fentes jusqu'à une largeur minimale, qui est limitée par le diamètre de la fraise en bout sélectionnée, de sorte qu'une fraise CNC excelle à produire des caractéristiques de poche plus grandes que le minimum taille.

De même, les filaments composites Markforged ont une largeur fixe lorsqu'ils sont imprimés et, en raison de limitations spatiales, ne peuvent être utilisés que pour renforcer des structures qui dépassent une épaisseur minimale. Un défi de conception courant auquel nos clients sont confrontés lors du renforcement d'une pièce avec des filaments composites est que la pièce a une géométrie de section transversale étroite dans une certaine région qui ne laisse pas de place pour nos filaments composites. Puisqu'il est toujours plus efficace de concevoir une pièce dès le départ en gardant à l'esprit les capacités de son processus de production, nous avons élaboré ce guide pratique sur les meilleures pratiques pour concevoir efficacement des pièces pour l'impression 3D renforcée de composite.

Renforcer entre les lignes

Les filaments composites forgés doivent pouvoir s'écouler entre les coques extérieures en nylon d'une pièce, il est donc primordial de leur laisser suffisamment d'espace. Lors du renforcement d'une section mince, vous devez utiliser un anneau de fibre concentrique dans l'Eiger pour garantir qu'un seul chemin de fibre est posé à travers la géométrie étroite. Vous pouvez le faire soit en utilisant le modèle de fibre « Fibre concentrique » dans l'Eiger, soit en utilisant le modèle de fibre « Fibre isotrope » avec au moins un « anneau de fibre concentrique » spécifié, si vous avez besoin d'un renforcement supplémentaire ailleurs dans la pièce. Dans l'image ci-dessous, j'ai simplement utilisé le motif « Fibre concentrique » pour ajouter un seul chemin de Kevlar. Notez que la spécification d'un certain nombre d'« anneaux de fibres concentriques » indique à Eiger de renforcer automatiquement la pièce avec jusqu'à ce nombre d'anneaux s'il y a de la place pour le faire.

Si la section transversale de la pièce à renforcer permet une boucle continue (comme dans l'image ci-dessus), alors un seul chemin de fibre peut être posé pour renforcer la pièce. La largeur d'un chemin de fibre est d'environ 1 mm, et avec les deux chemins de coque en nylon de chaque côté de la fibre, l'épaisseur minimale de la pièce qui peut être renforcée est d'environ 2,9 mm. Il s'agit de la dimension minimale que vous devez intégrer dans votre conception si vous souhaitez renforcer une section avec de la fibre composite.

Prendre le virage

Mais qu'en est-il des sections minces qui dépassent du corps principal d'une pièce et ne sont connectées à la pièce qu'à une extrémité ? Ce scénario est courant dans les aubes, les aubes de turbine ou les hélices par exemple. Dans ce cas, la fibre doit se replier sur elle-même pour former un anneau concentrique.

Dans ce cas, deux chemins de fibre doivent s'adapter à l'élément de projection. Comme nous l'avons mentionné précédemment, chaque chemin de fibre mesure environ 1 mm, ce qui se traduit par une largeur minimale pour un élément en saillie de 3,8 mm.

Autres applications

La règle empirique pour les projections décrites ci-dessus est la plus importante pour la projection d'éléments qui nécessitent des fibres à des points critiques le long de la projection, à savoir les pignons et les engrenages. Pour que la dent d'un engrenage soit correctement renforcée avec de la fibre de la racine à la pointe, elle doit être plus large que le seuil minimum de 3,8 mm à l'extrémité de la dent de l'engrenage.

Dans le cas d'engrenages et de pignons plus petits, la fibre peut souvent aider à renforcer la dent, mais peut ne pas être en mesure de s'adapter jusqu'à la pointe. Cela se traduira toujours par un engrenage plus solide qu'un engrenage en plastique pur, mais peut être plus faible localement le long de la dent que souhaité.

En résumé, pour bien renforcer une pièce avec de la fibre :

• La largeur de pièce minimale pour une région mince reliée à une pièce plus grande aux deux extrémités est de 2,9 mm
• La largeur minimale d'une pièce en saillie est de 3,8 mm

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