Směr vrstev a pevnost: Proč stejný díl vytištěný nastojato praskne a naležato drží

Základní vlastnost 3D tisku: Anizotropie

Na rozdíl od vstřikolisu nebo obráběného bloku kovu nemají tištěné díly stejné mechanické vlastnosti ve všech směrech. FDM tiskárna nanáší roztavený plast v řádcích vedle sebe a ve vrstvách na sebe. V rovině tiskové podložky (osy X a Y) drží díl pevností samotného plastového vlákna. Ve svislém směru (osa Z) je díl držen pouze svařením dvou sousedních vrstev, které dosahuje zhruba 40–70 % pevnosti základního materiálu.

Tah vs. střih v praxi

Typickým příkladem je držák ve tvaru písmene L nebo čep namáhaný na ohyb:

• •Tisk nastojato: Vrstvy leží vodorovně napříč namáhání. Při zatížení působí tahová síla přímo na spoj mezi vrstvami. Díl se rozlepí (delaminuje) při zlomu vrstev i při relativně malé síle.
• •Tisk naležato: Plastové linie probíhají podél namáhaného ramene. Síla musí mechanicky přetrhnout samotná vlákna, což vyžaduje několikanásobně vyšší zatížení.

Vzhled vs. mechanická funkce

Umístění dílu na tiskovou podložku bývá kompromisem:

• •Tisk na výšku může mít hezčí zaoblení na horní hraně a vyžadovat méně podpor, ale díl bude křehký.
• •Tisk naplocho může vyžadovat podpůrné struktury pod převisy, ale výsledkem je maximálně pevný a spolehlivý funkční prvek.

Jak postupujeme při přípravě tisku

V zakázkovém tisku se model neorientuje náhodně podle toho, jak ho CAD vygeneroval. Vždy se analyzuje směr hlavního silového namáhání a vlákna se orientují rovnoběžně se směrem tahu. Pevnost a spolehlivost dílu má vždy přednost před úsporou tiskových podpor.