3D打印

3D打印方向與剪應力

用ABS材料做彈弓扣要考慮打印材料排列方向。彈弓扣主要承受力距。今天作了兩個打印例子,第一個是材料排列平行於力距,發現很小的力就將它弄斷。跟著就把彈弓扣垂直打印,令材料排列垂直於力距,明顯改善其受力強度。

打印垂直力距方向

打印平行力距方向

3D打印碳纖材料

有客人問關於碳纖打印,告訴他碳纖的效果不一定能滿足他的要求。這兩年曾經使用過北美洲和歐洲的碳纖打印技術,其與中國生產的3D打印機主要分別在於控制軟件和碳纖材料。 曾找一歐洲一碳纖打印機中心試做一小機械零件,韌度夠但剛性不足,不能取代鋁合金的角色。昨夜再做了一個碳纖材料打印例子,用的是最普通的碳纖材料,打印出來的效果甚佳,主因是掌控了打印的各種參數,打印出來的毛頭極少,基本上不需要任何後處理。最後做一個破壞性力學測試,比大半年前的測試有進步,但是層間撕裂是避免不到的。

續碳纖材料的3D打印
一直希望塑膠料3D打印出來的物件可以力學上與塑膠注塑出來的接近一點。否則打印出來的不能耐用,結果3D打印反為環保大方向反其道行。就好像鐳射打印機的生,加快了地球樹木的消失。那時打印者一不小心,原本想印一張紙,卻打印了數十張無關的前後頁。希望3D打印這新風,不再重滔覆轍。
今天跟據一大學的研究,將碳纖打印出來的物件放在數碼電窯進行退火。(退火是熱處理中一工序,可將金屬的內應力降低,增加其韌性。)失敗了。電窯的控制温度不夠精細,一步級已有攝氏五十度,已經超過碳纖材料的玻璃化轉變溫度。結果當然不理想。原形盡失,但硬度卻超強。高價的3D打印機,會將整個3D打印工序放在高温室內。這樣隔層的接觸力較大。暫時只有大牌子的高價FDM/FFF能夠有這種配備。

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超大3D打印機

從前大型3D打印機售價不菲,最近開始有500mmx500mmx500mm或以上的3D打印機開始讓用户直接網購,其中主要的供應國最多來自中國,東歐和美國,這些新的品牌一般用户價格由五千至萬多美元。運費加五百,很多機構或是工塲都可以負擔得起。世毅行工場也一試網購了一台600 mm x 600 mm x 600 mm的FFF 3D打印機。機器是分8大木箱運到工塲,能支援雙頭打印。雖然價錢不貴,但也花了工程師差不多三個月時間來組裝測試,經常要和原厰生產工程師溝通,不斷收新版本的控製固件,明白價廉並不一定物美,若不是有經驗的機械工程師幫助,肯定花了錢也未能成功組裝數百件的零件。這幾天開始投產,第一件生產的是工塲自用風槽,市面沒有的,是針對工塲數台抽風機的匯流風槽。不是打印一次到位,經過四五次的打印,每次都改善一點,今天算是漸入佳境,打印效果好,速度也極快。其中有趣的是打印大面積的底部支撐非常整齊,拿來做杯墊有疏通濕氣之效。工場這台機可以做甚麽?傢俱,大型裝飾,卡通模型,電器手板,大建築模型,生物學模型,醫護支架。由於可以打印的形狀大,新的用途就在於各行業的創意了。

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D打印珠寶手飾
三年前一位認識多年的德國工程師轉行做手飾。他分享因有一些3D打印平台服務正在歐洲流行,只要能將自己用3DCAD設計的STL檔上載網站,要打印出來的金屬件就會在大約十天速遞到你手中。當時曾經請教手飾行業的人,那時香港的生產流程是設計師多用草圖與客人溝通,然後用3DCAD模型出來,將立體彩圖再與客人溝通定案,之後就是生產,其工序就是3D打印臘模再做失臘鑄造。這生產工序會在香港或廣東區來完成。
事隔三年,剛收到一朋友用TabJ設計的指環交到工場做3D打印。好奇,上到從前德國朋友用的網上平台看看打印出來的價格。連工包料十天內交貨只要USD149.43。這價格我工場做出來連成本都不夠。
科技和運輸發達對製造行業帶來很大的挑戰,也給于有心從事珠寶手飾設計的人新的機遇。

3D打印效果與材料吸水性質
去年世毅行工塲提供傳統加工服務之餘,亦開始了3D打印服務。香港已有很多所3D打印服務中心。工塲增加此服務來輔助傳統的加工。初時打印出來的工件有兩大問題。第一是表面光潔度不足,打磨如果沒有預先塗灰,愈磨光潔度愈差。第二是層與層之黏合力不足。一受力 裂痕就會在層間出現和擴展。改善這兩問題方法很多。其中一法是避免材料吸空氣的水份。綱上常提供方法有照燈,放在乾果機裏,放在乾燥機等等。另外就是用完後即時存放在乾燥箱裏。要買超大的乾燥箱無謂,索性就將用完鹼粉的密封大圓膠桶來装四卷膠料並放入吸濕粒。加了一個十八元的濕度計。效果不錯。下圖顯出帶濕氣的材料打印的問題。

https://www.matterhackers.com/news/filament-and-water
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