如何设计更耐用的3d 印刷零件

在上一篇文章《如何设计更耐用的3D打印零件(1)》中，我们介绍了几种简单有效的方法来预测和提高零件的承载能力。3D扫描在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。3D打印建模实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出。

我们可以延续发展之前的部分，一次说个清楚吧。

坚硬度

任何材料受到压力时，都会不可避免地弯曲。为了弄清弯曲的原因，回想一下前面文章中的模型，简单的横杆。

在横木一侧强制后弯曲条件

横木受力后的弯曲度，计算模型公式进行如下：

d = Fbend* L3 / ( 3 * E * Ix )

如果我们看一下这个公式，我们就会明白其中的原理。

真正有趣的是，弯曲与横截面时刻成反比，换句话说，其他参数保持不变，横截面时刻直接决定部分的硬度。正如我们在上一篇文章中提到的，横断面的时刻是材料在横木横截面的分布。

当然，这个公式告诉我们的不多，所以让我们回到前一篇文章中的截面弯矩公式:

Ix = w * h3 / 12

我明白了！矩形横杆的刚度不仅与宽度成正比，还与厚度成正比。这个公式只适用于矩形截面，但其他类似形状也有这样的特点。

虽然学习数学模型计算方法有点枯燥，但试着回想上一篇介绍的实验，我们把零件的承载管理能力提升为三倍，以下是一些问题解决生活方式对截面矩的影响：

1.三倍宽度。由于宽度以线性方式影响方程，所以宽度增加三倍，硬度增加三倍，也就不足为奇了。

2.第二种方法是将厚度从1毫米增加到1.73毫米，从而将截面弯矩增加1.733/13 ≈ 5.18倍。换句话说，如果你稍微调整一下厚度，它不仅会变得更坚固，还会增加五倍的硬度。是不是很有意思？

3. 第三个发展方式是打造工字梁，我之前说过工字梁的截面矩难以进行计算，但利用CAD软件或在线电子计算器系统即可可以得出Ix数值不断变化，马上开始就能得到确认时间截面矩从原本~0.417 mm 变成~3.246 mm，几乎快增加了八倍。这是一个惊人的成长，比我们自己原本企业预计的承载管理能力好太多了。

稍微调整零部件的形状，一方面可以减轻重量，另一方面可以提高承载能力，即使是丙烯腈、聚醚醚酮等高档材料也未必能达到这个水平。

这就是所谓的工业设计技术：没有航天级材料，只要一个简单的技巧，塑料零件就可以结合耐用、坚固、轻巧、紧凑等优点。

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