İşlevsel 3D baskılar: basmaya değer 12 kullanışlı şey — ve çoğu maker'ın atladığı bir tanesi.

Çoğu yazıcı ilk ayını dekoratif baskılarla geçirir — Benchy'ler, ejderhalar, eklemli oyuncaklar, vazolar. Eğlencelidir ve makineyi öğrenmenin gerçekten iyi bir yoludur. Ama bir 3D yazıcının kendini amorti etmesini sağlayan ikinci kategoridir: işlevsel baskılar. Bunlar gerçekten güvendiğiniz kullanım parçalarıdır — bir rafı taşıyan braket, bozuk bir cihazda değiştirdiğiniz düğme, ahşap kesimini tekrarlanabilir yapan şablon, her gün giydiğiniz ayakkabıdaki tabanlık. İnsanlar 3D yazıcıda basılacak kullanışlı şeyler aradığında istedikleri tam da budur: bir model daha değil, bir iş yapan parça.

Bu, maker'lar tarafından maker'lar için yazılmış bir rehber. Bir baskıyı neyin işlevsel yaptığını somut olarak anlatacak, genel geçer tavsiyeler yerine gerçek malzeme ve dilimleyici aralıkları verecek, en iyi işlevsel 3D baskıların seçilmiş bir listesini inceleyecek ve ardından çoğu insanın hiç basmadığı en kullanışlı işlevsel parçayı savunacağız.

Dekoratif bir baskıda yüzey kalitesinin peşine düşüp dayanıklılığı tamamen göz ardı edebilirsiniz. İstediğiniz renkte PLA ile basın, doluluğu %10'a indirin, en güzel yüzü görünecek şekilde yönlendirin; rafta sonsuza kadar durur. Bu seçimlerin hiçbirinin sonucu yoktur, çünkü parça hiç yük taşımaz ve hiçbir şeye oturmak zorunda değildir.

İşlevsel bir baskı bunu tersine çevirir. Braket, katmanlar ayrılmadan ağırlık taşımalıdır. Kutu, bir karta milimetrenin kesirleri hassasiyetinde oturmalıdır. TPU tampon binlerce kez sıkışıp geri dönmelidir. Birden malzeme, duvar sayısı, doluluk, yön ve tolerans kozmetik olmaktan çıkıp yapısal hâle gelir. 3D baskı işlevsel parçaların özü budur: parçanın tablasından çıktığında nasıl göründüğüne göre değil, nasıl yüklendiğine ve nasıl kırıldığına göre tasarlamak.

Malzeme: parçanın nasıl kırıldığına göre seçin

Malzeme seçimi, her kullanım parçası için ilk ve en büyük kaldıraçtır. Dürüst temel kural şudur:

• PLA+ / PETG — sert günlük parçalar. PLA+ (güçlendirilmiş PLA) sert, boyutsal olarak hassas ve basması kolaydır; bu yüzden az yük alan iç mekân parçaları için uygundur. Nem, biraz ısı ya da darbe gören işlevsel baskılar için PETG daha iyi bir varsayılan seçimdir — PLA'dan daha tok ve sıcaklığa daha dayanıklıdır, basması ise yalnızca biraz daha zordur. Evdeki braketlerin, tutucuların ve düzenleyicilerin çoğu için PETG güvenli seçimdir.
• TPU — esnek olan ya da yükü sönümleyen her şey. Parçanın bükülmesi, kavraması, sızdırmazlık sağlaması ya da darbe emmesi gerektiğinde — contalar, tamponlar, telefon tutacakları, saat kayışları, tabanlıklar — esnek bir filamente ihtiyacınız vardır. TPU, yumuşak 85A'dan daha sert 95A'ya kadar yaygın sertliklerde basılır ve esneklik amacın kendisiyse tek mantıklı seçimdir.
• Nylon / PA-CF — dayanıklı, ısıya ve yorulmaya dirençli. Dişliler, yoğun çalışan film menteşeler, gerçek yük altındaki işlevsel kancalar ve ısıya yakın parçalar için naylon (PA) ve karbon fiber katkılı naylon (PA-CF), dayanım, yorulma ömrü ve ısı direncinde öne çıkar. Basması daha zahmetlidir (kurutma zorunludur, sıcaklıklar daha yüksektir, çoğu zaman kabin gerekir), ama gerçekten hırpalanan parçalarda hiçbir şey onlarla boy ölçüşemez.

Duvarlar ve doluluk: dayanıklılık aslında nereden gelir

Çoğu maker doluluğa fazla güvenir. Yük taşıyan parçalarda yapısal işin çoğunu çevre duvarları (duvarlar) yapar. İşlevsel baskılar için iyi bir başlangıç 3–4 çevre duvarıdır — bu kabuk, içerideki kafesten çok daha fazla bükülmeye ve ayrılmaya direnir. Ardından doluluğu yüke göre ayarlayın: hafif işler için %15–20, gerçek mekanik gerilim altındaki parçalar için %30–50, birden fazla açıdan yük alan her şey için gyroid ya da kübik desenler (izotropik — her yönde benzer dayanım). %100 dolu doluluk nadiren baskı süresine değer; bir duvar eklemek genellikle gram başına daha iyi dayanım sağlar.

Katman yapışması ve yön: kırılma düzlemi boyunca basmayın

Bu, işlevsel baskıların kırılmasının en yaygın nedenidir. FDM baskıda katmanlar arasındaki bağ (Z ekseni), bir katman içindeki malzemeden daha zayıftır — genellikle parçanın en zayıf yönüdür. Kural şudur: parçayı, yük katmanların arasından değil, katmanlar boyunca ilerleyecek şekilde yönlendirin. Yatay basılıp dikey yüklenen bir kanca, bir katman çizgisi boyunca temizce kırılır; onu dik (ya da yan yatırarak) basın ki çekme kuvveti katmanları ayırmaya çalışmak yerine kesintisiz ekstrüzyon çizgilerinden geçsin. İdeal yönlendirme mümkün değilse, çevre duvarlarını artırarak, katman kaynaşması için biraz daha sıcak basarak ve gerilen bölgede fanı kısarak telafi edin.

Toleranslar ve boşluklar: birbirine oturması gereken parçalar için

Başka bir şeyle birleşen işlevsel parçalar — kapaklar, sıkı geçmeler, kayar raylar, geçmeli klipsler — boşlukla yaşar ya da ölür. FDM boyutsal olarak kusursuz değildir, bu yüzden umut etmek yerine tasarıma bir boşluk koyun. Pratik başlangıç noktaları: sıkı bir kayar geçme için yaklaşık 0,2 mm, sıkı geçme için 0,1 mm veya daha az ve gevşek, kolay monte edilen geçmeler için 0,4 mm'ye kadar boşluk. Her yazıcı-malzeme eşleşmesi biraz farklıdır, bu yüzden büyük ve çok parçalı bir baskıya girişmeden önce küçük bir tolerans testi basın.

Esnek (TPU) ne zaman serti yener

Parçanın görevi şekil değiştirmekse — sönümlemek, kavramak, sızdırmazlık sağlamak ya da geri yaylanmak — TPU'yu seçin. Sert bir tampon tampon değildir; sert bir conta sızdırmazlık sağlamaz; sert kabuklu bir tabanlık da ayağın yere basışını yumuşatmaz. Shore sertliği ayar düğmenizdir: en fazla yastıklama ve tutuş için daha yumuşak TPU (yaklaşık 85A), parçanın yük altında şeklini koruması gerektiğinde daha sert TPU (yaklaşık 95A). Sertlik ile destek arasındaki bu denge, aşağıdaki öne çıkan işlevsel baskı için TPU'yu doğru malzeme yapan şeyin ta kendisidir.

1. Kablo klipsleri ve kablo düzeni. Masa altı klipsleri, monitör kolunda kablo geçişleri, şarj cihazı tutucuları ve kablo kanalları. Ucuz, hızlı; bir başladınız mı düzinesini basarsınız. PETG ya da PLA+ fazlasıyla yeterli.
2. Alet ve uç tutucular. Matkap ucu düzenleyicileri, tornavida rafları, alyan anahtar tutucuları, aletlerinize göre boyutlandırılmış duvar panoları. Bir yazıcının bir atölyeyi sessizce dönüştürdüğü yer burasıdır.
3. Yedek düğmeler, braketler ve ayaklar. 3D baskının en yüksek getirisi: tek bir ucuz parça kırıldığı için atacağınız bir şeyi kurtarmak. Kırık bir fırın düğmesi, kayıp bir mobilya ayağı, çatlamış bir braket — modelleyin, PETG ile basın, tamam.
4. Şablonlar ve fikstürler. Delme kılavuzları, zımpara şablonları, lehim tutucuları, hizalama fikstürleri. Tekrarlayan işleri hassas ve tekrarlanabilir kılarlar; küçük bir fabrikanız varmış gibi hissettiren baskılar bunlardır.
5. Kapı ve dolap donanımı. Kapı stoperleri, çekmece kulpları, dolap mandalları, takozlar ve tamponlar. Sıradan ama tam da bulması zahmetli, basması kolay türden parçalar.
6. Düzenleme kutuları ve ara bölmeler. Çekmece bölücüler, masa tepsileri, mutfak ve küçük parça düzenleyicileri — mağazanın sattığına göre değil, çekmecelerinizin gerçek ölçülerine göre.
7. Esnek TPU parçalar. Contalar, tamponlar, tutacaklar, saat kayışları ve koruyucu kılıflar — hiçbir sert baskının yerini tutamayacağı günlük esnek parçalar.
8. Duvar kancaları ve askılar. Mont kancaları, kulaklık askıları ve süpürge ya da alet klipsleri; ihtiyaç duyduğunuz yere vidayla ya da yapıştırıcıyla. Asılı yüke PETG, PLA'dan daha iyi dayanır.
9. Telefon, tablet ve dizüstü standları. Cihazınıza ve bakış açınıza göre boyutlandırılır, kablo geçişi eklenir. PLA+ ya da PETG.
10. Yazıcı yükseltmeleri. Makara tutucular, filament kılavuzları, alet tepsileri ve kabin parçaları — yazıcının kendini geliştirmesi. Isıtmalı tablaya yakın her şey için PETG.
11. Günlük tamir parçaları. Pil kapakları, poşet klipsleri ve kumpasla alınan ölçülerden yeniden üretilen kırık klips ya da mandallar. Malzemeyi orijinal parçanın nasıl kırıldığına göre seçin.
12. Kişiye özel bir TPU tabanlık. Çoğu maker'ın atladığı işlevsel baskı — sonraki bölüme bakın.

Bunların her biri bir yazıcı sahibi olmak için gerçekten iyi bir neden. Ama ortak noktalarına dikkat edin: evde ya da atölyede ara sıra kullandığınız parçalar. Sonraki farklı — vücudunuza uyan ve her gün kullanacağınız işlevsel bir baskı.

Kişiye özel bir tabanlığı, bir işlevsel baskıyı basmaya değer kılan kontrol listesinden geçirin. Günlük kullanım mı? Onu sahip olduğunuz neredeyse her şeyden daha uzun saatler giyersiniz. Gerçek bir sorunu çözüyor mu? Ayak yorgunluğu, kemer desteği, basınç rahatlatma — her gün hissedilen somut sorunlar. İşe uygun malzeme mi? TPU tam da bunun için yapılmıştır: herhangi bir sert plastiğin çatlayacağı yerde milyonlarca adım boyunca esner, yastıklar ve geri döner. Hazır almak zor mu? Gerçekten ayağa uyan bir tabanlık için evet — mağaza tabanlıkları şablondur, geleneksel klinik kişiye özel ortezler ise bir klinik ziyareti ve laboratuvar üretimi gerektirir; klinik ile laboratuvar arasında 1–2 hafta geçer. Basılmış bir TPU çift, krediyle artı kendi filamentiniz ve baskı sürenizle ödediğiniz bir tasarımdır — ve onu geliştirmeye devam edebilirsiniz.

Peki neden her maker tabanlık basmıyor? Çünkü parça geometrik olarak zordur. Tabanlık, ayağa uyan karmaşık bir serbest form yüzeydir — belirli bir ayağa uyması gerektiği için bir model sitesinden öylece indirip kullanamayacağınız, tam da o türden bir modeldir. Onu geleneksel yoldan tasarlamak, sahip olmayabileceğiniz CAD becerileri ya da ekipmanınız olmayan bir 3D ayak taraması gerektirir. İnsanları durduran baskı değil, bu tasarım engelidir.

Bu boşluğu Ergono3D kapatır. Tarayıcıda çalışan parametrik bir tabanlık aracıdır: ayaklarınız, ayakkabılarınız, aktiviteleriniz ve konfor hedefleriniz hakkında yönlendirmeli bir anketi yanıtlarsınız — CAD yok, tarayıcı yok — ve önizleyip ayarlayabileceğiniz bir parametrik model oluşturur (kemer yüksekliği ve uzunluğu, topuk yuvası derinliği, posting, yan kenarlar, metatarsal ped, TPU sertliği, kalınlık), ardından bunu baskıya hazır bir TPU STL olarak dışa aktarırsınız. Beş ücretsiz önizleme kredisi, ödeme yapmadan önce tasarlamanıza ve incelemenize olanak tanır; bir dışa aktarım, tek seferlik indirme olarak A$9,90'dır. Sonrası zaten bildiğiniz FDM iş akışıdır. Tam anlatım 3D baskı tabanlığı kendin yap yazısında.

Model parametrik olduğu için tabanlık da her iyi işlevsel baskı gibi davranır: yinelenebilir. Giyin, nerede sürttüğünü ya da nerede desteğin eksik kaldığını not edin, parametreleri ayarlayın, yeniden dışa aktarın ve yeniden basın. Bir revizyon, yeni bir klinik ziyareti değil, yeni bir dışa aktarım ve yeni bir baskıdır. Parametre düzeyindeki ayrıntılar için tabanlık tasarım parametrelerini anlamak yazısına, basılı tabanlığın yerini aldığı köpük tabanlıklarla karşılaştırması için köpük tabanlığın ötesinde yazısına bakın.

Basılan TPU yapısal kabuktur; ayağınızın temas ettiği yer üst kaplamadır, bu yüzden atlamayın — konforu, teri ve sürtünmeyi o üstlenir. Yumuşak TPU (85A), uzun süre ayakta durma ve hassas ayaklar için yastıklamaya yakındır; daha sert TPU (95A), koşu ve denge için yük altında şeklini korur. Malzemelerin tam dökümü TPU sertliği ve üst kaplama rehberimizde, baştan sona baskı anlatımı ise 3D baskı tabanlığı kendin yap yazısındadır.