![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/58597664cbff6b0b5e4b1891_Screen-Shot-2016-12-01-at-7.12.44-PM-770x564-1-1024x750.png\" "\\"58597664cbff6b0b5e4b1891_Screen-Shot-2016-12-01-at-7.12.44-PM-770×564\\"")
<\/span><\/div>Verst\u00e4rkung von 3D-gedruckten Teilen mit effizienter Faserverlegung: Teil 1<\/strong><\/h2><\/div><\/div><\/div><\/div>Arten von Faserf\u00fcllungen<\/strong><\/h2><\/div><\/div><\/div><\/div>![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-130-1.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-130")
<\/span><\/div>Durch die Wahl der richtigen Faserverlegeoption k\u00f6nnen Sie Zeit und Material sparen, w\u00e4hrend die Festigkeit erhalten bleibt.<\/p>\n<\/div>
Unsere hochfesten 3D-Drucker bieten Ihnen zwei verschiedene Faserf\u00fcllstrategien zur Verst\u00e4rkung von 3D-Druckteilen: Isotrope Faser oder Konzentrische Faser. Sie k\u00f6nnen diese beiden Optionen global auf der Seite Teileansicht oder schichtweise auf der Seite Innenansicht anwenden. Der einzigartige verst\u00e4rkte 3D-Druckprozess bietet den Anwendern eine Reihe von Verst\u00e4rkungstaktiken, aus denen sie w\u00e4hlen k\u00f6nnen: Jeder F\u00fclltyp hat seine eigenen St\u00e4rken und Schw\u00e4chen, die wir im Folgenden beschreiben. Wenn Sie keinen Markforged-Drucker haben und mit einigen der unten aufgef\u00fchrten Tipps experimentieren m\u00f6chten, k\u00f6nnen Sie eine Eiger-Testversion anfordern, um diese Taktiken selbst auszuprobieren.<\/p>\n
Zun\u00e4chst einige Standard-Namenskonventionen, damit alle auf der gleichen Seite sind. Ich werde mich h\u00e4ufig auf die St\u00e4rke in verschiedenen Achsen und Ebenen beziehen, also verwenden Sie diesen Schl\u00fcssel als Leitfaden:<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/wf-i9asbk2v-131.png\" "\\"wf-i9asbk2v-131\\"")
<\/span><\/div>Wie wir die Achsen unseres Druckers definieren, eine Konvention, die ich in diesem Beitrag verwenden werde.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Konzentrische F\u00fcllung Bewehrung<\/strong><\/h2><\/div><\/div><\/div><\/div>Beim konzentrischen F\u00fcllen wird einfach eine bestimmte Anzahl von Schalen innerhalb der Au\u00dfenkonturen Ihres Teils nachgezogen, was dazu beitr\u00e4gt, dass sich das Teil nicht um die Z-Achse biegt. Auf diese Weise werden im Wesentlichen die W\u00e4nde des Teils verst\u00e4rkt, wodurch eine Verformung der W\u00e4nde verhindert wird.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-132.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-132\\"")
<\/span><\/div>\u200dEin Drohnenarm mit konzentrischer F\u00fcllverst\u00e4rkung zur Erh\u00f6hung der Biegefestigkeit und Gewichtseinsparung.<\/p>\n<\/div>
Das konzentrische F\u00fcllen dauert in der Regel l\u00e4nger, da die Bewegungen des Druckkopfs nicht mehr linear sind und der Druckkopf daher die Geschwindigkeit reduzieren muss, um eine genaue Werkzeugbahnverfolgung um die Kurven zu gew\u00e4hrleisten. Bei dieser Art des F\u00fcllens folgt der Druckkopf der \u00e4u\u00dferen Kr\u00fcmmung des Teils, w\u00e4hrend es sich spiralf\u00f6rmig nach innen bewegt; je komplexer diese Kr\u00fcmmung ist, desto l\u00e4nger dauert es. Beim konzentrischen F\u00fcllen k\u00f6nnen Sie angeben, wie viele Faserringe die Kontur Ihres Teils nachzeichnen sollen, so dass Sie eine gute Kontrolle dar\u00fcber haben, wie viel Faser Sie pro Schicht verwenden.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Isotrope F\u00fcllbewehrung<\/strong><\/h2><\/div>Unsere 3D-Drucker f\u00fcr Endlosfasern k\u00f6nnen auch mit einem isotropen Faserf\u00fcllmuster drucken – dies simuliert die einzelnen unidirektionalen Schichten eines herk\u00f6mmlichen laminierten Verbundstoffs. Das Muster erzeugt effektiv ein unidirektionales “Blatt” aus Fasern auf jeder Schicht, auf die Sie es anwenden, indem alle Fasern parallel zueinander in einer einzigen Winkelausrichtung verlegt werden, mit 180-Grad-Drehungen, wenn der Pfad die Kante des Teils erreicht. Nachfolgende Isotropic Fiber Lagen in einer Fasergruppe werden von Eiger automatisch in einem Winkel von 45 Grad zur Ausrichtung der Fasern in der vorangegangenen Lage gedreht, obwohl nat\u00fcrlich auch benutzerdefinierte Ausrichtungsmuster m\u00f6glich sind, auf die wir im zweiten Teil dieses Beitrags eingehen werden. Das Isotropic Fiber F\u00fcllmuster hilft, der Biegung in der XY-Ebene zu widerstehen, da alle Biegekr\u00e4fte, die in dieser Ebene wirken, eine Zugbelastung auf zumindest einige der Fasern erzeugen, die bei Zug am st\u00e4rksten sind. Isotrope Fasern k\u00f6nnen auch f\u00fcr den Aufbau von Sandwichplatten verwendet werden, um die Torsionsfestigkeit in dieser Ebene zu erh\u00f6hen, was ich sp\u00e4ter beschreibe.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/5859779dd7b657414c820239_Isotropic-Reinforcement.gif\" "\\"5859779dd7b657414c820239_Isotropic-Reinforcement\\"")
<\/span><\/div>Einige Schichten isotroper Faserf\u00fcllung. Die Faserrichtung rotiert standardm\u00e4\u00dfig.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sie werden feststellen, dass isotrope Fasern standardm\u00e4\u00dfig 2 konzentrische Faserringe um die Au\u00dfenseite des Teils legen. Dies gew\u00e4hrleistet eine gleichm\u00e4\u00dfig verst\u00e4rkte Au\u00dfenfl\u00e4che, da die \u00e4u\u00dfersten Fasern immer durchg\u00e4ngig und parallel zur Kante des Teils verlaufen. Isotrope Fasern eignen sich zwar hervorragend f\u00fcr die Verst\u00e4rkung der gesamten Ebene eines Teils, sind aber faser- und zeitaufw\u00e4ndig und f\u00fcr die Herstellung stabiler Teile nicht immer erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Grundlegende Techniken der Faserverlegung<\/strong><\/h2><\/div>Mit diesen beiden Faserverlegungsoptionen in Ihrem Werkzeugkasten gibt es nun viele verschiedene Verst\u00e4rkungsoptionen, die beide Optionen nutzen und kombinieren. Diese Techniken k\u00f6nnen Ihnen helfen, Geld, Material und Druckzeit zu sparen, da Sie nur dort verst\u00e4rken, wo Sie es brauchen.<\/p>\n
Einzelne Sandwichplatte
\nEin Sandwich-Paneel ist eine g\u00e4ngige Verbundwerkstoff-Layup-Technik, um die Oberfl\u00e4che, die die Verbundwerkstoffplatte bildet, gegen Torsion zu verst\u00e4rken. Wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, ist eine Sandwichplatte das Verbundwerkstoff-\u00c4quivalent eines I-Tr\u00e4gers, bei dem ein steifes, starkes Material die Ober- und Unterseite eines Teils bildet – die Ober- und Unterseite werden am st\u00e4rksten auf Biegung beansprucht und sind daher oft am meisten verst\u00e4rkt. Wenn Sie wissen, dass Ihr Teil einer Torsion in der XY-Ebene ausgesetzt sein wird, verbessert eine Sandwichplatte die Torsionsfestigkeit des Teils.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/wf-i9asbk2v-177.jpg\" "\\"wf-i9asbk2v-177\\"")
<\/span><\/div>Eine Sandwichplatte ist wie ein I-Tr\u00e4ger haupts\u00e4chlich an der Ober- und Unterseite verst\u00e4rkt, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Unsere Software erzeugt automatisch eine Sandwichplatte, wenn “Faser verwenden” ausgew\u00e4hlt ist. Dies sollte jedoch nur dann erfolgen, wenn Ihr Teil symmetrisch ist, da die Faser in den oberen und unteren Schichten Ihres Teils verlegt wird. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Oberseite des Bremshebels eigentlich eine kleine Extrusion ist, so dass die Fasern manuell hinzugef\u00fcgt werden m\u00fcssen – es ist sinnvoller, die Fasern unter der gr\u00f6\u00dften Fl\u00e4che nahe der Oberseite des Teils zu platzieren. Im Allgemeinen ist es am besten, eine Sandwichplatte zu haben, die aus Schichten mit sehr \u00e4hnlichen Querschnittsfl\u00e4chen besteht.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-133.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-133\\"")
<\/span><\/div>\u200dDieser Bremshebel mit den Standardeinstellungen der Sandwichplatte. Da das Teil asymmetrisch ist, m\u00fcssen seine Fasereinstellungen angepasst werden.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-134.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-134\\"")
<\/span><\/div>Indem ich die Platzierung der obersten Schicht \u00e4ndere, kann ich die Sandwichplatte eben machen.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Damit das Sandwich gleichm\u00e4\u00dfig ist, muss sichergestellt werden, dass die Anzahl der isotropen Schichten auf der Ober- und Unterseite, die verst\u00e4rkt werden soll, gleich ist. Sandwich-Paneele m\u00fcssen gleichm\u00e4\u00dfig sein, andernfalls l\u00e4sst sich das Bauteil in einer Richtung st\u00e4rker biegen als in der anderen und kann in einer Richtung leichter brechen oder sich verziehen. Je mehr Faserschichten auf beiden Seiten vorhanden sind und je gr\u00f6\u00dfer der Abstand zwischen den einzelnen Schichten ist, desto stabiler wird das Teil sein. Isotrope Faserschichten in der Mitte des Teils wirken sich weniger stark auf die Biegefestigkeit des Teils aus, so dass es nicht notwendig ist, ein Teil vollst\u00e4ndig mit Fasern zu f\u00fcllen, um die Biegefestigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/wf-i9asbk2v-178.jpg\" "\\"wf-i9asbk2v-178\\"")
<\/span><\/div>\u200d\u200dDie Verteilung der Biegespannung auf dem Profil eines Tr\u00e4gers.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Faser Perimeter<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend die Sandwichverkleidung die Festigkeit um die XY-Ebene herum erh\u00f6ht, wird Ihr Teil durch die Erstellung eines Faserumfangs um die Z-Achse herum st\u00e4rker. Indem Sie die Option Konzentrische F\u00fcllung auf jeder Schicht Ihres Teils verwenden, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit beim Biegen um die Z-Achse erh\u00f6hen. Wie bereits erw\u00e4hnt, verst\u00e4rkt die konzentrische F\u00fcllung die W\u00e4nde Ihres Teils, so dass das Erzeugen eines Faserumfangs in Ihrem Teil die Biegung dieser W\u00e4nde erheblich erschwert. Aus diesem Grund haben viele technische Materialien die Form von C-Kan\u00e4len oder Rohren anstelle von Bl\u00f6cken: um Gewicht zu reduzieren, aber die Festigkeit zu erhalten.<\/p>\n
Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-135.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-135\\"")
<\/span><\/div>Der Bremshebel muss nur der Biegung um die Z-Achse widerstehen, daher ist nur eine konzentrische F\u00fcllung erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sch\u00e4len<\/strong><\/h2><\/div>Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-136.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-136\\"")
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-137.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-137\\"")
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/512-wf-i9asbk2v-138.png\" "\\"512-wf-i9asbk2v-138\\"")
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Arten von Faserf\u00fcllungen<\/strong><\/h2><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div>Durch die Wahl der richtigen Faserverlegeoption k\u00f6nnen Sie Zeit und Material sparen, w\u00e4hrend die Festigkeit erhalten bleibt.<\/p>\n<\/div>
Unsere hochfesten 3D-Drucker bieten Ihnen zwei verschiedene Faserf\u00fcllstrategien zur Verst\u00e4rkung von 3D-Druckteilen: Isotrope Faser oder Konzentrische Faser. Sie k\u00f6nnen diese beiden Optionen global auf der Seite Teileansicht oder schichtweise auf der Seite Innenansicht anwenden. Der einzigartige verst\u00e4rkte 3D-Druckprozess bietet den Anwendern eine Reihe von Verst\u00e4rkungstaktiken, aus denen sie w\u00e4hlen k\u00f6nnen: Jeder F\u00fclltyp hat seine eigenen St\u00e4rken und Schw\u00e4chen, die wir im Folgenden beschreiben. Wenn Sie keinen Markforged-Drucker haben und mit einigen der unten aufgef\u00fchrten Tipps experimentieren m\u00f6chten, k\u00f6nnen Sie eine Eiger-Testversion anfordern, um diese Taktiken selbst auszuprobieren.<\/p>\n
Zun\u00e4chst einige Standard-Namenskonventionen, damit alle auf der gleichen Seite sind. Ich werde mich h\u00e4ufig auf die St\u00e4rke in verschiedenen Achsen und Ebenen beziehen, also verwenden Sie diesen Schl\u00fcssel als Leitfaden:<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Wie wir die Achsen unseres Druckers definieren, eine Konvention, die ich in diesem Beitrag verwenden werde.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Konzentrische F\u00fcllung Bewehrung<\/strong><\/h2><\/div><\/div><\/div><\/div>Beim konzentrischen F\u00fcllen wird einfach eine bestimmte Anzahl von Schalen innerhalb der Au\u00dfenkonturen Ihres Teils nachgezogen, was dazu beitr\u00e4gt, dass sich das Teil nicht um die Z-Achse biegt. Auf diese Weise werden im Wesentlichen die W\u00e4nde des Teils verst\u00e4rkt, wodurch eine Verformung der W\u00e4nde verhindert wird.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEin Drohnenarm mit konzentrischer F\u00fcllverst\u00e4rkung zur Erh\u00f6hung der Biegefestigkeit und Gewichtseinsparung.<\/p>\n<\/div>
Das konzentrische F\u00fcllen dauert in der Regel l\u00e4nger, da die Bewegungen des Druckkopfs nicht mehr linear sind und der Druckkopf daher die Geschwindigkeit reduzieren muss, um eine genaue Werkzeugbahnverfolgung um die Kurven zu gew\u00e4hrleisten. Bei dieser Art des F\u00fcllens folgt der Druckkopf der \u00e4u\u00dferen Kr\u00fcmmung des Teils, w\u00e4hrend es sich spiralf\u00f6rmig nach innen bewegt; je komplexer diese Kr\u00fcmmung ist, desto l\u00e4nger dauert es. Beim konzentrischen F\u00fcllen k\u00f6nnen Sie angeben, wie viele Faserringe die Kontur Ihres Teils nachzeichnen sollen, so dass Sie eine gute Kontrolle dar\u00fcber haben, wie viel Faser Sie pro Schicht verwenden.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Isotrope F\u00fcllbewehrung<\/strong><\/h2><\/div>Unsere 3D-Drucker f\u00fcr Endlosfasern k\u00f6nnen auch mit einem isotropen Faserf\u00fcllmuster drucken – dies simuliert die einzelnen unidirektionalen Schichten eines herk\u00f6mmlichen laminierten Verbundstoffs. Das Muster erzeugt effektiv ein unidirektionales “Blatt” aus Fasern auf jeder Schicht, auf die Sie es anwenden, indem alle Fasern parallel zueinander in einer einzigen Winkelausrichtung verlegt werden, mit 180-Grad-Drehungen, wenn der Pfad die Kante des Teils erreicht. Nachfolgende Isotropic Fiber Lagen in einer Fasergruppe werden von Eiger automatisch in einem Winkel von 45 Grad zur Ausrichtung der Fasern in der vorangegangenen Lage gedreht, obwohl nat\u00fcrlich auch benutzerdefinierte Ausrichtungsmuster m\u00f6glich sind, auf die wir im zweiten Teil dieses Beitrags eingehen werden. Das Isotropic Fiber F\u00fcllmuster hilft, der Biegung in der XY-Ebene zu widerstehen, da alle Biegekr\u00e4fte, die in dieser Ebene wirken, eine Zugbelastung auf zumindest einige der Fasern erzeugen, die bei Zug am st\u00e4rksten sind. Isotrope Fasern k\u00f6nnen auch f\u00fcr den Aufbau von Sandwichplatten verwendet werden, um die Torsionsfestigkeit in dieser Ebene zu erh\u00f6hen, was ich sp\u00e4ter beschreibe.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Einige Schichten isotroper Faserf\u00fcllung. Die Faserrichtung rotiert standardm\u00e4\u00dfig.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sie werden feststellen, dass isotrope Fasern standardm\u00e4\u00dfig 2 konzentrische Faserringe um die Au\u00dfenseite des Teils legen. Dies gew\u00e4hrleistet eine gleichm\u00e4\u00dfig verst\u00e4rkte Au\u00dfenfl\u00e4che, da die \u00e4u\u00dfersten Fasern immer durchg\u00e4ngig und parallel zur Kante des Teils verlaufen. Isotrope Fasern eignen sich zwar hervorragend f\u00fcr die Verst\u00e4rkung der gesamten Ebene eines Teils, sind aber faser- und zeitaufw\u00e4ndig und f\u00fcr die Herstellung stabiler Teile nicht immer erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Grundlegende Techniken der Faserverlegung<\/strong><\/h2><\/div>Mit diesen beiden Faserverlegungsoptionen in Ihrem Werkzeugkasten gibt es nun viele verschiedene Verst\u00e4rkungsoptionen, die beide Optionen nutzen und kombinieren. Diese Techniken k\u00f6nnen Ihnen helfen, Geld, Material und Druckzeit zu sparen, da Sie nur dort verst\u00e4rken, wo Sie es brauchen.<\/p>\n
Einzelne Sandwichplatte
\nEin Sandwich-Paneel ist eine g\u00e4ngige Verbundwerkstoff-Layup-Technik, um die Oberfl\u00e4che, die die Verbundwerkstoffplatte bildet, gegen Torsion zu verst\u00e4rken. Wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, ist eine Sandwichplatte das Verbundwerkstoff-\u00c4quivalent eines I-Tr\u00e4gers, bei dem ein steifes, starkes Material die Ober- und Unterseite eines Teils bildet – die Ober- und Unterseite werden am st\u00e4rksten auf Biegung beansprucht und sind daher oft am meisten verst\u00e4rkt. Wenn Sie wissen, dass Ihr Teil einer Torsion in der XY-Ebene ausgesetzt sein wird, verbessert eine Sandwichplatte die Torsionsfestigkeit des Teils.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Eine Sandwichplatte ist wie ein I-Tr\u00e4ger haupts\u00e4chlich an der Ober- und Unterseite verst\u00e4rkt, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Unsere Software erzeugt automatisch eine Sandwichplatte, wenn “Faser verwenden” ausgew\u00e4hlt ist. Dies sollte jedoch nur dann erfolgen, wenn Ihr Teil symmetrisch ist, da die Faser in den oberen und unteren Schichten Ihres Teils verlegt wird. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Oberseite des Bremshebels eigentlich eine kleine Extrusion ist, so dass die Fasern manuell hinzugef\u00fcgt werden m\u00fcssen – es ist sinnvoller, die Fasern unter der gr\u00f6\u00dften Fl\u00e4che nahe der Oberseite des Teils zu platzieren. Im Allgemeinen ist es am besten, eine Sandwichplatte zu haben, die aus Schichten mit sehr \u00e4hnlichen Querschnittsfl\u00e4chen besteht.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDieser Bremshebel mit den Standardeinstellungen der Sandwichplatte. Da das Teil asymmetrisch ist, m\u00fcssen seine Fasereinstellungen angepasst werden.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Indem ich die Platzierung der obersten Schicht \u00e4ndere, kann ich die Sandwichplatte eben machen.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Damit das Sandwich gleichm\u00e4\u00dfig ist, muss sichergestellt werden, dass die Anzahl der isotropen Schichten auf der Ober- und Unterseite, die verst\u00e4rkt werden soll, gleich ist. Sandwich-Paneele m\u00fcssen gleichm\u00e4\u00dfig sein, andernfalls l\u00e4sst sich das Bauteil in einer Richtung st\u00e4rker biegen als in der anderen und kann in einer Richtung leichter brechen oder sich verziehen. Je mehr Faserschichten auf beiden Seiten vorhanden sind und je gr\u00f6\u00dfer der Abstand zwischen den einzelnen Schichten ist, desto stabiler wird das Teil sein. Isotrope Faserschichten in der Mitte des Teils wirken sich weniger stark auf die Biegefestigkeit des Teils aus, so dass es nicht notwendig ist, ein Teil vollst\u00e4ndig mit Fasern zu f\u00fcllen, um die Biegefestigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200d\u200dDie Verteilung der Biegespannung auf dem Profil eines Tr\u00e4gers.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Faser Perimeter<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend die Sandwichverkleidung die Festigkeit um die XY-Ebene herum erh\u00f6ht, wird Ihr Teil durch die Erstellung eines Faserumfangs um die Z-Achse herum st\u00e4rker. Indem Sie die Option Konzentrische F\u00fcllung auf jeder Schicht Ihres Teils verwenden, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit beim Biegen um die Z-Achse erh\u00f6hen. Wie bereits erw\u00e4hnt, verst\u00e4rkt die konzentrische F\u00fcllung die W\u00e4nde Ihres Teils, so dass das Erzeugen eines Faserumfangs in Ihrem Teil die Biegung dieser W\u00e4nde erheblich erschwert. Aus diesem Grund haben viele technische Materialien die Form von C-Kan\u00e4len oder Rohren anstelle von Bl\u00f6cken: um Gewicht zu reduzieren, aber die Festigkeit zu erhalten.<\/p>\n
Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Der Bremshebel muss nur der Biegung um die Z-Achse widerstehen, daher ist nur eine konzentrische F\u00fcllung erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sch\u00e4len<\/strong><\/h2><\/div>Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
<\/span><\/div>Durch die Wahl der richtigen Faserverlegeoption k\u00f6nnen Sie Zeit und Material sparen, w\u00e4hrend die Festigkeit erhalten bleibt.<\/p>\n<\/div>
Unsere hochfesten 3D-Drucker bieten Ihnen zwei verschiedene Faserf\u00fcllstrategien zur Verst\u00e4rkung von 3D-Druckteilen: Isotrope Faser oder Konzentrische Faser. Sie k\u00f6nnen diese beiden Optionen global auf der Seite Teileansicht oder schichtweise auf der Seite Innenansicht anwenden. Der einzigartige verst\u00e4rkte 3D-Druckprozess bietet den Anwendern eine Reihe von Verst\u00e4rkungstaktiken, aus denen sie w\u00e4hlen k\u00f6nnen: Jeder F\u00fclltyp hat seine eigenen St\u00e4rken und Schw\u00e4chen, die wir im Folgenden beschreiben. Wenn Sie keinen Markforged-Drucker haben und mit einigen der unten aufgef\u00fchrten Tipps experimentieren m\u00f6chten, k\u00f6nnen Sie eine Eiger-Testversion anfordern, um diese Taktiken selbst auszuprobieren.<\/p>\n
Zun\u00e4chst einige Standard-Namenskonventionen, damit alle auf der gleichen Seite sind. Ich werde mich h\u00e4ufig auf die St\u00e4rke in verschiedenen Achsen und Ebenen beziehen, also verwenden Sie diesen Schl\u00fcssel als Leitfaden:<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Wie wir die Achsen unseres Druckers definieren, eine Konvention, die ich in diesem Beitrag verwenden werde.<\/p>\n<\/div>
Konzentrische F\u00fcllung Bewehrung<\/strong><\/h2><\/div><\/div><\/div><\/div>Beim konzentrischen F\u00fcllen wird einfach eine bestimmte Anzahl von Schalen innerhalb der Au\u00dfenkonturen Ihres Teils nachgezogen, was dazu beitr\u00e4gt, dass sich das Teil nicht um die Z-Achse biegt. Auf diese Weise werden im Wesentlichen die W\u00e4nde des Teils verst\u00e4rkt, wodurch eine Verformung der W\u00e4nde verhindert wird.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEin Drohnenarm mit konzentrischer F\u00fcllverst\u00e4rkung zur Erh\u00f6hung der Biegefestigkeit und Gewichtseinsparung.<\/p>\n<\/div>
Das konzentrische F\u00fcllen dauert in der Regel l\u00e4nger, da die Bewegungen des Druckkopfs nicht mehr linear sind und der Druckkopf daher die Geschwindigkeit reduzieren muss, um eine genaue Werkzeugbahnverfolgung um die Kurven zu gew\u00e4hrleisten. Bei dieser Art des F\u00fcllens folgt der Druckkopf der \u00e4u\u00dferen Kr\u00fcmmung des Teils, w\u00e4hrend es sich spiralf\u00f6rmig nach innen bewegt; je komplexer diese Kr\u00fcmmung ist, desto l\u00e4nger dauert es. Beim konzentrischen F\u00fcllen k\u00f6nnen Sie angeben, wie viele Faserringe die Kontur Ihres Teils nachzeichnen sollen, so dass Sie eine gute Kontrolle dar\u00fcber haben, wie viel Faser Sie pro Schicht verwenden.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Isotrope F\u00fcllbewehrung<\/strong><\/h2><\/div>Unsere 3D-Drucker f\u00fcr Endlosfasern k\u00f6nnen auch mit einem isotropen Faserf\u00fcllmuster drucken – dies simuliert die einzelnen unidirektionalen Schichten eines herk\u00f6mmlichen laminierten Verbundstoffs. Das Muster erzeugt effektiv ein unidirektionales “Blatt” aus Fasern auf jeder Schicht, auf die Sie es anwenden, indem alle Fasern parallel zueinander in einer einzigen Winkelausrichtung verlegt werden, mit 180-Grad-Drehungen, wenn der Pfad die Kante des Teils erreicht. Nachfolgende Isotropic Fiber Lagen in einer Fasergruppe werden von Eiger automatisch in einem Winkel von 45 Grad zur Ausrichtung der Fasern in der vorangegangenen Lage gedreht, obwohl nat\u00fcrlich auch benutzerdefinierte Ausrichtungsmuster m\u00f6glich sind, auf die wir im zweiten Teil dieses Beitrags eingehen werden. Das Isotropic Fiber F\u00fcllmuster hilft, der Biegung in der XY-Ebene zu widerstehen, da alle Biegekr\u00e4fte, die in dieser Ebene wirken, eine Zugbelastung auf zumindest einige der Fasern erzeugen, die bei Zug am st\u00e4rksten sind. Isotrope Fasern k\u00f6nnen auch f\u00fcr den Aufbau von Sandwichplatten verwendet werden, um die Torsionsfestigkeit in dieser Ebene zu erh\u00f6hen, was ich sp\u00e4ter beschreibe.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Einige Schichten isotroper Faserf\u00fcllung. Die Faserrichtung rotiert standardm\u00e4\u00dfig.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sie werden feststellen, dass isotrope Fasern standardm\u00e4\u00dfig 2 konzentrische Faserringe um die Au\u00dfenseite des Teils legen. Dies gew\u00e4hrleistet eine gleichm\u00e4\u00dfig verst\u00e4rkte Au\u00dfenfl\u00e4che, da die \u00e4u\u00dfersten Fasern immer durchg\u00e4ngig und parallel zur Kante des Teils verlaufen. Isotrope Fasern eignen sich zwar hervorragend f\u00fcr die Verst\u00e4rkung der gesamten Ebene eines Teils, sind aber faser- und zeitaufw\u00e4ndig und f\u00fcr die Herstellung stabiler Teile nicht immer erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Grundlegende Techniken der Faserverlegung<\/strong><\/h2><\/div>Mit diesen beiden Faserverlegungsoptionen in Ihrem Werkzeugkasten gibt es nun viele verschiedene Verst\u00e4rkungsoptionen, die beide Optionen nutzen und kombinieren. Diese Techniken k\u00f6nnen Ihnen helfen, Geld, Material und Druckzeit zu sparen, da Sie nur dort verst\u00e4rken, wo Sie es brauchen.<\/p>\n
Einzelne Sandwichplatte
\nEin Sandwich-Paneel ist eine g\u00e4ngige Verbundwerkstoff-Layup-Technik, um die Oberfl\u00e4che, die die Verbundwerkstoffplatte bildet, gegen Torsion zu verst\u00e4rken. Wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, ist eine Sandwichplatte das Verbundwerkstoff-\u00c4quivalent eines I-Tr\u00e4gers, bei dem ein steifes, starkes Material die Ober- und Unterseite eines Teils bildet – die Ober- und Unterseite werden am st\u00e4rksten auf Biegung beansprucht und sind daher oft am meisten verst\u00e4rkt. Wenn Sie wissen, dass Ihr Teil einer Torsion in der XY-Ebene ausgesetzt sein wird, verbessert eine Sandwichplatte die Torsionsfestigkeit des Teils.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Eine Sandwichplatte ist wie ein I-Tr\u00e4ger haupts\u00e4chlich an der Ober- und Unterseite verst\u00e4rkt, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Unsere Software erzeugt automatisch eine Sandwichplatte, wenn “Faser verwenden” ausgew\u00e4hlt ist. Dies sollte jedoch nur dann erfolgen, wenn Ihr Teil symmetrisch ist, da die Faser in den oberen und unteren Schichten Ihres Teils verlegt wird. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Oberseite des Bremshebels eigentlich eine kleine Extrusion ist, so dass die Fasern manuell hinzugef\u00fcgt werden m\u00fcssen – es ist sinnvoller, die Fasern unter der gr\u00f6\u00dften Fl\u00e4che nahe der Oberseite des Teils zu platzieren. Im Allgemeinen ist es am besten, eine Sandwichplatte zu haben, die aus Schichten mit sehr \u00e4hnlichen Querschnittsfl\u00e4chen besteht.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDieser Bremshebel mit den Standardeinstellungen der Sandwichplatte. Da das Teil asymmetrisch ist, m\u00fcssen seine Fasereinstellungen angepasst werden.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Indem ich die Platzierung der obersten Schicht \u00e4ndere, kann ich die Sandwichplatte eben machen.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Damit das Sandwich gleichm\u00e4\u00dfig ist, muss sichergestellt werden, dass die Anzahl der isotropen Schichten auf der Ober- und Unterseite, die verst\u00e4rkt werden soll, gleich ist. Sandwich-Paneele m\u00fcssen gleichm\u00e4\u00dfig sein, andernfalls l\u00e4sst sich das Bauteil in einer Richtung st\u00e4rker biegen als in der anderen und kann in einer Richtung leichter brechen oder sich verziehen. Je mehr Faserschichten auf beiden Seiten vorhanden sind und je gr\u00f6\u00dfer der Abstand zwischen den einzelnen Schichten ist, desto stabiler wird das Teil sein. Isotrope Faserschichten in der Mitte des Teils wirken sich weniger stark auf die Biegefestigkeit des Teils aus, so dass es nicht notwendig ist, ein Teil vollst\u00e4ndig mit Fasern zu f\u00fcllen, um die Biegefestigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200d\u200dDie Verteilung der Biegespannung auf dem Profil eines Tr\u00e4gers.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Faser Perimeter<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend die Sandwichverkleidung die Festigkeit um die XY-Ebene herum erh\u00f6ht, wird Ihr Teil durch die Erstellung eines Faserumfangs um die Z-Achse herum st\u00e4rker. Indem Sie die Option Konzentrische F\u00fcllung auf jeder Schicht Ihres Teils verwenden, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit beim Biegen um die Z-Achse erh\u00f6hen. Wie bereits erw\u00e4hnt, verst\u00e4rkt die konzentrische F\u00fcllung die W\u00e4nde Ihres Teils, so dass das Erzeugen eines Faserumfangs in Ihrem Teil die Biegung dieser W\u00e4nde erheblich erschwert. Aus diesem Grund haben viele technische Materialien die Form von C-Kan\u00e4len oder Rohren anstelle von Bl\u00f6cken: um Gewicht zu reduzieren, aber die Festigkeit zu erhalten.<\/p>\n
Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Der Bremshebel muss nur der Biegung um die Z-Achse widerstehen, daher ist nur eine konzentrische F\u00fcllung erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sch\u00e4len<\/strong><\/h2><\/div>Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
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Beim konzentrischen F\u00fcllen wird einfach eine bestimmte Anzahl von Schalen innerhalb der Au\u00dfenkonturen Ihres Teils nachgezogen, was dazu beitr\u00e4gt, dass sich das Teil nicht um die Z-Achse biegt. Auf diese Weise werden im Wesentlichen die W\u00e4nde des Teils verst\u00e4rkt, wodurch eine Verformung der W\u00e4nde verhindert wird.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEin Drohnenarm mit konzentrischer F\u00fcllverst\u00e4rkung zur Erh\u00f6hung der Biegefestigkeit und Gewichtseinsparung.<\/p>\n<\/div>
Das konzentrische F\u00fcllen dauert in der Regel l\u00e4nger, da die Bewegungen des Druckkopfs nicht mehr linear sind und der Druckkopf daher die Geschwindigkeit reduzieren muss, um eine genaue Werkzeugbahnverfolgung um die Kurven zu gew\u00e4hrleisten. Bei dieser Art des F\u00fcllens folgt der Druckkopf der \u00e4u\u00dferen Kr\u00fcmmung des Teils, w\u00e4hrend es sich spiralf\u00f6rmig nach innen bewegt; je komplexer diese Kr\u00fcmmung ist, desto l\u00e4nger dauert es. Beim konzentrischen F\u00fcllen k\u00f6nnen Sie angeben, wie viele Faserringe die Kontur Ihres Teils nachzeichnen sollen, so dass Sie eine gute Kontrolle dar\u00fcber haben, wie viel Faser Sie pro Schicht verwenden.<\/p>\n<\/div>
Isotrope F\u00fcllbewehrung<\/strong><\/h2><\/div>Unsere 3D-Drucker f\u00fcr Endlosfasern k\u00f6nnen auch mit einem isotropen Faserf\u00fcllmuster drucken – dies simuliert die einzelnen unidirektionalen Schichten eines herk\u00f6mmlichen laminierten Verbundstoffs. Das Muster erzeugt effektiv ein unidirektionales “Blatt” aus Fasern auf jeder Schicht, auf die Sie es anwenden, indem alle Fasern parallel zueinander in einer einzigen Winkelausrichtung verlegt werden, mit 180-Grad-Drehungen, wenn der Pfad die Kante des Teils erreicht. Nachfolgende Isotropic Fiber Lagen in einer Fasergruppe werden von Eiger automatisch in einem Winkel von 45 Grad zur Ausrichtung der Fasern in der vorangegangenen Lage gedreht, obwohl nat\u00fcrlich auch benutzerdefinierte Ausrichtungsmuster m\u00f6glich sind, auf die wir im zweiten Teil dieses Beitrags eingehen werden. Das Isotropic Fiber F\u00fcllmuster hilft, der Biegung in der XY-Ebene zu widerstehen, da alle Biegekr\u00e4fte, die in dieser Ebene wirken, eine Zugbelastung auf zumindest einige der Fasern erzeugen, die bei Zug am st\u00e4rksten sind. Isotrope Fasern k\u00f6nnen auch f\u00fcr den Aufbau von Sandwichplatten verwendet werden, um die Torsionsfestigkeit in dieser Ebene zu erh\u00f6hen, was ich sp\u00e4ter beschreibe.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Einige Schichten isotroper Faserf\u00fcllung. Die Faserrichtung rotiert standardm\u00e4\u00dfig.<\/p>\n<\/div>
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Einzelne Sandwichplatte
\nEin Sandwich-Paneel ist eine g\u00e4ngige Verbundwerkstoff-Layup-Technik, um die Oberfl\u00e4che, die die Verbundwerkstoffplatte bildet, gegen Torsion zu verst\u00e4rken. Wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, ist eine Sandwichplatte das Verbundwerkstoff-\u00c4quivalent eines I-Tr\u00e4gers, bei dem ein steifes, starkes Material die Ober- und Unterseite eines Teils bildet – die Ober- und Unterseite werden am st\u00e4rksten auf Biegung beansprucht und sind daher oft am meisten verst\u00e4rkt. Wenn Sie wissen, dass Ihr Teil einer Torsion in der XY-Ebene ausgesetzt sein wird, verbessert eine Sandwichplatte die Torsionsfestigkeit des Teils.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Eine Sandwichplatte ist wie ein I-Tr\u00e4ger haupts\u00e4chlich an der Ober- und Unterseite verst\u00e4rkt, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Unsere Software erzeugt automatisch eine Sandwichplatte, wenn “Faser verwenden” ausgew\u00e4hlt ist. Dies sollte jedoch nur dann erfolgen, wenn Ihr Teil symmetrisch ist, da die Faser in den oberen und unteren Schichten Ihres Teils verlegt wird. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Oberseite des Bremshebels eigentlich eine kleine Extrusion ist, so dass die Fasern manuell hinzugef\u00fcgt werden m\u00fcssen – es ist sinnvoller, die Fasern unter der gr\u00f6\u00dften Fl\u00e4che nahe der Oberseite des Teils zu platzieren. Im Allgemeinen ist es am besten, eine Sandwichplatte zu haben, die aus Schichten mit sehr \u00e4hnlichen Querschnittsfl\u00e4chen besteht.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDieser Bremshebel mit den Standardeinstellungen der Sandwichplatte. Da das Teil asymmetrisch ist, m\u00fcssen seine Fasereinstellungen angepasst werden.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Indem ich die Platzierung der obersten Schicht \u00e4ndere, kann ich die Sandwichplatte eben machen.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Damit das Sandwich gleichm\u00e4\u00dfig ist, muss sichergestellt werden, dass die Anzahl der isotropen Schichten auf der Ober- und Unterseite, die verst\u00e4rkt werden soll, gleich ist. Sandwich-Paneele m\u00fcssen gleichm\u00e4\u00dfig sein, andernfalls l\u00e4sst sich das Bauteil in einer Richtung st\u00e4rker biegen als in der anderen und kann in einer Richtung leichter brechen oder sich verziehen. Je mehr Faserschichten auf beiden Seiten vorhanden sind und je gr\u00f6\u00dfer der Abstand zwischen den einzelnen Schichten ist, desto stabiler wird das Teil sein. Isotrope Faserschichten in der Mitte des Teils wirken sich weniger stark auf die Biegefestigkeit des Teils aus, so dass es nicht notwendig ist, ein Teil vollst\u00e4ndig mit Fasern zu f\u00fcllen, um die Biegefestigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<\/div>
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Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Der Bremshebel muss nur der Biegung um die Z-Achse widerstehen, daher ist nur eine konzentrische F\u00fcllung erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sch\u00e4len<\/strong><\/h2><\/div>Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
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Unsere 3D-Drucker f\u00fcr Endlosfasern k\u00f6nnen auch mit einem isotropen Faserf\u00fcllmuster drucken – dies simuliert die einzelnen unidirektionalen Schichten eines herk\u00f6mmlichen laminierten Verbundstoffs. Das Muster erzeugt effektiv ein unidirektionales “Blatt” aus Fasern auf jeder Schicht, auf die Sie es anwenden, indem alle Fasern parallel zueinander in einer einzigen Winkelausrichtung verlegt werden, mit 180-Grad-Drehungen, wenn der Pfad die Kante des Teils erreicht. Nachfolgende Isotropic Fiber Lagen in einer Fasergruppe werden von Eiger automatisch in einem Winkel von 45 Grad zur Ausrichtung der Fasern in der vorangegangenen Lage gedreht, obwohl nat\u00fcrlich auch benutzerdefinierte Ausrichtungsmuster m\u00f6glich sind, auf die wir im zweiten Teil dieses Beitrags eingehen werden. Das Isotropic Fiber F\u00fcllmuster hilft, der Biegung in der XY-Ebene zu widerstehen, da alle Biegekr\u00e4fte, die in dieser Ebene wirken, eine Zugbelastung auf zumindest einige der Fasern erzeugen, die bei Zug am st\u00e4rksten sind. Isotrope Fasern k\u00f6nnen auch f\u00fcr den Aufbau von Sandwichplatten verwendet werden, um die Torsionsfestigkeit in dieser Ebene zu erh\u00f6hen, was ich sp\u00e4ter beschreibe.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Einige Schichten isotroper Faserf\u00fcllung. Die Faserrichtung rotiert standardm\u00e4\u00dfig.<\/p>\n<\/div>
Sie werden feststellen, dass isotrope Fasern standardm\u00e4\u00dfig 2 konzentrische Faserringe um die Au\u00dfenseite des Teils legen. Dies gew\u00e4hrleistet eine gleichm\u00e4\u00dfig verst\u00e4rkte Au\u00dfenfl\u00e4che, da die \u00e4u\u00dfersten Fasern immer durchg\u00e4ngig und parallel zur Kante des Teils verlaufen. Isotrope Fasern eignen sich zwar hervorragend f\u00fcr die Verst\u00e4rkung der gesamten Ebene eines Teils, sind aber faser- und zeitaufw\u00e4ndig und f\u00fcr die Herstellung stabiler Teile nicht immer erforderlich.<\/p>\n<\/div>
Grundlegende Techniken der Faserverlegung<\/strong><\/h2><\/div>Mit diesen beiden Faserverlegungsoptionen in Ihrem Werkzeugkasten gibt es nun viele verschiedene Verst\u00e4rkungsoptionen, die beide Optionen nutzen und kombinieren. Diese Techniken k\u00f6nnen Ihnen helfen, Geld, Material und Druckzeit zu sparen, da Sie nur dort verst\u00e4rken, wo Sie es brauchen.<\/p>\n
Einzelne Sandwichplatte
\nEin Sandwich-Paneel ist eine g\u00e4ngige Verbundwerkstoff-Layup-Technik, um die Oberfl\u00e4che, die die Verbundwerkstoffplatte bildet, gegen Torsion zu verst\u00e4rken. Wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, ist eine Sandwichplatte das Verbundwerkstoff-\u00c4quivalent eines I-Tr\u00e4gers, bei dem ein steifes, starkes Material die Ober- und Unterseite eines Teils bildet – die Ober- und Unterseite werden am st\u00e4rksten auf Biegung beansprucht und sind daher oft am meisten verst\u00e4rkt. Wenn Sie wissen, dass Ihr Teil einer Torsion in der XY-Ebene ausgesetzt sein wird, verbessert eine Sandwichplatte die Torsionsfestigkeit des Teils.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Eine Sandwichplatte ist wie ein I-Tr\u00e4ger haupts\u00e4chlich an der Ober- und Unterseite verst\u00e4rkt, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Unsere Software erzeugt automatisch eine Sandwichplatte, wenn “Faser verwenden” ausgew\u00e4hlt ist. Dies sollte jedoch nur dann erfolgen, wenn Ihr Teil symmetrisch ist, da die Faser in den oberen und unteren Schichten Ihres Teils verlegt wird. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Oberseite des Bremshebels eigentlich eine kleine Extrusion ist, so dass die Fasern manuell hinzugef\u00fcgt werden m\u00fcssen – es ist sinnvoller, die Fasern unter der gr\u00f6\u00dften Fl\u00e4che nahe der Oberseite des Teils zu platzieren. Im Allgemeinen ist es am besten, eine Sandwichplatte zu haben, die aus Schichten mit sehr \u00e4hnlichen Querschnittsfl\u00e4chen besteht.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDieser Bremshebel mit den Standardeinstellungen der Sandwichplatte. Da das Teil asymmetrisch ist, m\u00fcssen seine Fasereinstellungen angepasst werden.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Indem ich die Platzierung der obersten Schicht \u00e4ndere, kann ich die Sandwichplatte eben machen.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Damit das Sandwich gleichm\u00e4\u00dfig ist, muss sichergestellt werden, dass die Anzahl der isotropen Schichten auf der Ober- und Unterseite, die verst\u00e4rkt werden soll, gleich ist. Sandwich-Paneele m\u00fcssen gleichm\u00e4\u00dfig sein, andernfalls l\u00e4sst sich das Bauteil in einer Richtung st\u00e4rker biegen als in der anderen und kann in einer Richtung leichter brechen oder sich verziehen. Je mehr Faserschichten auf beiden Seiten vorhanden sind und je gr\u00f6\u00dfer der Abstand zwischen den einzelnen Schichten ist, desto stabiler wird das Teil sein. Isotrope Faserschichten in der Mitte des Teils wirken sich weniger stark auf die Biegefestigkeit des Teils aus, so dass es nicht notwendig ist, ein Teil vollst\u00e4ndig mit Fasern zu f\u00fcllen, um die Biegefestigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200d\u200dDie Verteilung der Biegespannung auf dem Profil eines Tr\u00e4gers.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Faser Perimeter<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend die Sandwichverkleidung die Festigkeit um die XY-Ebene herum erh\u00f6ht, wird Ihr Teil durch die Erstellung eines Faserumfangs um die Z-Achse herum st\u00e4rker. Indem Sie die Option Konzentrische F\u00fcllung auf jeder Schicht Ihres Teils verwenden, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit beim Biegen um die Z-Achse erh\u00f6hen. Wie bereits erw\u00e4hnt, verst\u00e4rkt die konzentrische F\u00fcllung die W\u00e4nde Ihres Teils, so dass das Erzeugen eines Faserumfangs in Ihrem Teil die Biegung dieser W\u00e4nde erheblich erschwert. Aus diesem Grund haben viele technische Materialien die Form von C-Kan\u00e4len oder Rohren anstelle von Bl\u00f6cken: um Gewicht zu reduzieren, aber die Festigkeit zu erhalten.<\/p>\n
Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Der Bremshebel muss nur der Biegung um die Z-Achse widerstehen, daher ist nur eine konzentrische F\u00fcllung erforderlich.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>Sch\u00e4len<\/strong><\/h2><\/div>Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
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Mit diesen beiden Faserverlegungsoptionen in Ihrem Werkzeugkasten gibt es nun viele verschiedene Verst\u00e4rkungsoptionen, die beide Optionen nutzen und kombinieren. Diese Techniken k\u00f6nnen Ihnen helfen, Geld, Material und Druckzeit zu sparen, da Sie nur dort verst\u00e4rken, wo Sie es brauchen.<\/p>\n
Einzelne Sandwichplatte
\nEin Sandwich-Paneel ist eine g\u00e4ngige Verbundwerkstoff-Layup-Technik, um die Oberfl\u00e4che, die die Verbundwerkstoffplatte bildet, gegen Torsion zu verst\u00e4rken. Wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, ist eine Sandwichplatte das Verbundwerkstoff-\u00c4quivalent eines I-Tr\u00e4gers, bei dem ein steifes, starkes Material die Ober- und Unterseite eines Teils bildet – die Ober- und Unterseite werden am st\u00e4rksten auf Biegung beansprucht und sind daher oft am meisten verst\u00e4rkt. Wenn Sie wissen, dass Ihr Teil einer Torsion in der XY-Ebene ausgesetzt sein wird, verbessert eine Sandwichplatte die Torsionsfestigkeit des Teils.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Eine Sandwichplatte ist wie ein I-Tr\u00e4ger haupts\u00e4chlich an der Ober- und Unterseite verst\u00e4rkt, um die Festigkeit zu maximieren und das Gewicht zu minimieren.<\/p>\n<\/div>
Unsere Software erzeugt automatisch eine Sandwichplatte, wenn “Faser verwenden” ausgew\u00e4hlt ist. Dies sollte jedoch nur dann erfolgen, wenn Ihr Teil symmetrisch ist, da die Faser in den oberen und unteren Schichten Ihres Teils verlegt wird. In der Abbildung unten sehen Sie, dass die Oberseite des Bremshebels eigentlich eine kleine Extrusion ist, so dass die Fasern manuell hinzugef\u00fcgt werden m\u00fcssen – es ist sinnvoller, die Fasern unter der gr\u00f6\u00dften Fl\u00e4che nahe der Oberseite des Teils zu platzieren. Im Allgemeinen ist es am besten, eine Sandwichplatte zu haben, die aus Schichten mit sehr \u00e4hnlichen Querschnittsfl\u00e4chen besteht.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDieser Bremshebel mit den Standardeinstellungen der Sandwichplatte. Da das Teil asymmetrisch ist, m\u00fcssen seine Fasereinstellungen angepasst werden.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Indem ich die Platzierung der obersten Schicht \u00e4ndere, kann ich die Sandwichplatte eben machen.<\/p>\n<\/div>
Damit das Sandwich gleichm\u00e4\u00dfig ist, muss sichergestellt werden, dass die Anzahl der isotropen Schichten auf der Ober- und Unterseite, die verst\u00e4rkt werden soll, gleich ist. Sandwich-Paneele m\u00fcssen gleichm\u00e4\u00dfig sein, andernfalls l\u00e4sst sich das Bauteil in einer Richtung st\u00e4rker biegen als in der anderen und kann in einer Richtung leichter brechen oder sich verziehen. Je mehr Faserschichten auf beiden Seiten vorhanden sind und je gr\u00f6\u00dfer der Abstand zwischen den einzelnen Schichten ist, desto stabiler wird das Teil sein. Isotrope Faserschichten in der Mitte des Teils wirken sich weniger stark auf die Biegefestigkeit des Teils aus, so dass es nicht notwendig ist, ein Teil vollst\u00e4ndig mit Fasern zu f\u00fcllen, um die Biegefestigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200d\u200dDie Verteilung der Biegespannung auf dem Profil eines Tr\u00e4gers.<\/p>\n<\/div>
Faser Perimeter<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend die Sandwichverkleidung die Festigkeit um die XY-Ebene herum erh\u00f6ht, wird Ihr Teil durch die Erstellung eines Faserumfangs um die Z-Achse herum st\u00e4rker. Indem Sie die Option Konzentrische F\u00fcllung auf jeder Schicht Ihres Teils verwenden, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit beim Biegen um die Z-Achse erh\u00f6hen. Wie bereits erw\u00e4hnt, verst\u00e4rkt die konzentrische F\u00fcllung die W\u00e4nde Ihres Teils, so dass das Erzeugen eines Faserumfangs in Ihrem Teil die Biegung dieser W\u00e4nde erheblich erschwert. Aus diesem Grund haben viele technische Materialien die Form von C-Kan\u00e4len oder Rohren anstelle von Bl\u00f6cken: um Gewicht zu reduzieren, aber die Festigkeit zu erhalten.<\/p>\n
Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Der Bremshebel muss nur der Biegung um die Z-Achse widerstehen, daher ist nur eine konzentrische F\u00fcllung erforderlich.<\/p>\n<\/div>
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Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
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W\u00e4hrend die Sandwichverkleidung die Festigkeit um die XY-Ebene herum erh\u00f6ht, wird Ihr Teil durch die Erstellung eines Faserumfangs um die Z-Achse herum st\u00e4rker. Indem Sie die Option Konzentrische F\u00fcllung auf jeder Schicht Ihres Teils verwenden, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit beim Biegen um die Z-Achse erh\u00f6hen. Wie bereits erw\u00e4hnt, verst\u00e4rkt die konzentrische F\u00fcllung die W\u00e4nde Ihres Teils, so dass das Erzeugen eines Faserumfangs in Ihrem Teil die Biegung dieser W\u00e4nde erheblich erschwert. Aus diesem Grund haben viele technische Materialien die Form von C-Kan\u00e4len oder Rohren anstelle von Bl\u00f6cken: um Gewicht zu reduzieren, aber die Festigkeit zu erhalten.<\/p>\n
Um einen Faserumfang in Ihrem Teil einzurichten, verwenden Sie konzentrische F\u00fcllungen in den Schichten, die Sie verst\u00e4rken m\u00f6chten. Indem Sie die Anzahl der konzentrischen Ringe oder die Lagen, in denen konzentrische Ringe verwendet werden, erh\u00f6hen, k\u00f6nnen Sie die Festigkeit des Teils um die Z-Achse erh\u00f6hen. Der unten abgebildete Bremshebel wird einer Biegebeanspruchung um die Z-Achse ausgesetzt sein, daher habe ich jede Lage mit 3 Ringen aus konzentrischen Fasern verst\u00e4rkt, um die Steifigkeit zu maximieren. Wie bei Sandwichplatten ist die Biegespannung in der Mitte des Teils am geringsten, so dass das Teil nicht bis zur Mitte mit Ringen verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
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Sch\u00e4len<\/strong><\/h2><\/div>Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
M\u00f6chten Sie mehr erfahren? Fordern Sie eine Eiger-Testversion an, um mit unserer Software und den Faserverst\u00e4rkungsoptionen zu experimentieren. Schauen Sie sich auch den zweiten Teil dieses Beitrags an, in dem es um fortgeschrittene Techniken der Faserverlegung geht!<\/p>\n<\/div>
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Was ist, wenn Ihre Teile in jeder Achse eine erh\u00f6hte Biegesteifigkeit aufweisen m\u00fcssen oder Sie nicht genau wissen, wie sie belastet werden sollen? Durch die Kombination dieser beiden Techniken k\u00f6nnen Sie Teile gegen Biegung um jede Achse verst\u00e4rken. Mit einer Sandwichplatte an der Ober- und Unterseite und dazwischen liegenden Faserschalen wird die Biegesteifigkeit Ihres Teils in jeder Achse verbessert. Diese Motorhalterung f\u00fcr eine Hochleistungsroboteranwendung muss stark sein, kann aber Belastungen aus allen Richtungen ausgesetzt sein, so dass sie von allen Seiten stark verst\u00e4rkt werden muss.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dEine gro\u00dfe Motorhalterung f\u00fcr eine hochfeste Anwendung.<\/p>\n<\/div>
Ich m\u00f6chte, dass dieses Teil sehr robust ist, und habe daher 20 Lagen isotroper Faser-Sandwichplatten (10 pro Seite) gew\u00e4hlt. Wegen der Bolzenloch-Extrusionen auf der Oberseite des Teils muss ich jedoch die obere Faser-“Platte” anpassen und unter der Oberseite des Teils platzieren.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dDie Motorhalterung mit einfacher Sandwichplattenverst\u00e4rkung.<\/p>\n<\/div>
Die Leiste am unteren Rand erm\u00f6glicht Ihnen die Steuerung verschiedener Faserabschnitte und zeigt an, wie viel Faser jede Schicht hat, normalisiert auf die gr\u00f6\u00dfte Fasermenge. In der Abbildung oben sehen Sie zwei Abschnitte der Faserverst\u00e4rkung f\u00fcr ein einfaches isotropes Sandwich-Paneel. Jetzt kann ich den mittleren Bereich zwischen den beiden “Paneelen” ausw\u00e4hlen, eine Gruppe erstellen und das Faserrouting auf Konzentrische Faserf\u00fcllung mit 2 konzentrischen Faserringen einstellen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>\u200dKonzentrische Fasern zwischen den Sandwichpaneelen bilden eine Faserschale im Inneren des Teils und sorgen so f\u00fcr optimale Festigkeit.<\/p>\n<\/div>
Dieses Teil wird nun durch die Verwendung von isotropen und konzentrischen Faserf\u00fcllungen effizient beim Biegen verst\u00e4rkt. Wenn Sie verstehen, wie jede Art von Faserf\u00fcllungskonfiguration ein Teil verst\u00e4rkt, k\u00f6nnen Sie einfache Tricks wie diesen entwickeln, um die Teileleistung und die Druckzeit zu verbessern, ohne unn\u00f6tige Fasern zu verschwenden. Achten Sie auf den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem wir fortgeschrittenere Techniken zur Optimierung der Bauteilfestigkeit mit Hilfe der Faserausrichtung behandeln werden!<\/p>\n
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