高級(jí)纖維路徑鋪設(shè)技術(shù)
考慮到您的制造方法是必不可少的，3D打印設(shè)計(jì)與其他制造工藝的設(shè)計(jì)一樣重要，特別是在使用markforged高強(qiáng)度3D打印機(jī)的時(shí)候。有一些幾何圖形和技術(shù)非常適合利用3D打印技術(shù)進(jìn)行制造，而其他工藝則顯得不是那么重要 - 我們希望您考慮如何有效地使用我們獨(dú)特的纖維布線方法來(lái)提高3D打印零件的強(qiáng)度。上一篇文章介紹了一些基本的纖維鋪設(shè)技術(shù)，包括夾心板，同心軸加固和外殼加固技術(shù)，簡(jiǎn)要闡述了不同的加固方案以及如何使用它們。在本文中，我將重點(diǎn)詳細(xì)介紹以上幾種纖維鋪設(shè)技術(shù)，以展示如何更高效的利用這類技術(shù)來(lái)幫助您提升零件強(qiáng)度。
針對(duì)特定的受力方向進(jìn)行優(yōu)化
雖然同心軸纖維鋪設(shè)方式可以在零件外輪廓邊緣進(jìn)行纖維加固，但有時(shí)需要針對(duì)特定方向或加載情況進(jìn)行特殊加固。在許多情況下，根據(jù)已知的裝載條件，您可能需要在零件的局部區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立纖維加強(qiáng)。使用我們的“纖維角度”選項(xiàng)，您可以通過(guò)沿該方向?qū)R纖維，從而有效地提高零件的強(qiáng)度。傳統(tǒng)的復(fù)合材料由許多復(fù)合纖維層組成，并且在每層中纖維以特定方向或“纖維角度”排列。為了制造均勻的復(fù)合纖維板，每一層都從前一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)一個(gè)特定的角度，直到整個(gè)復(fù)合材料片材是“準(zhǔn)”各向同性的。

 （傳統(tǒng)碳纖維鋪層組合物，每層具有不同的纖維角度）

如果您需要在特定方向上加大強(qiáng)度，而不是不斷旋轉(zhuǎn)纖維鋪設(shè)方向，您可以將它們?nèi)吭O(shè)置為沿著一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵的方向進(jìn)行鋪設(shè)。因?yàn)槔w維與零件的加載條件一致，從而可以優(yōu)化零件在該方向上的強(qiáng)度。下面的零件是無(wú)人機(jī)臂，主要需要沿臂長(zhǎng)加固以防止彎曲。默認(rèn)情況下，當(dāng)您使用各向同性填充進(jìn)行加固以模擬準(zhǔn)各向同性纖維鋪設(shè)時(shí)，纖維角度將會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
為了有效地加強(qiáng)這個(gè)零件，您可以編輯各向同性填充零件的設(shè)置（在外部或內(nèi)部視圖中），并將每個(gè)加固層的光纖角度設(shè)置為0。您可以對(duì)一組纖維或單一纖維層進(jìn)行設(shè)置。這將大限度地增加零件沿臂長(zhǎng)方向的強(qiáng)度。

（通過(guò)調(diào)整特定層或組的纖維角度，可以優(yōu)化零件在特定方向的強(qiáng)度）

這種技術(shù)也可以擴(kuò)展到多個(gè)方向 - 如果有兩個(gè)主要方向需要加固，您可以將纖維角度設(shè)置為在兩個(gè)方向之間切換鋪設(shè)，以使得零件在兩個(gè)方向的硬度都很強(qiáng)。

（您還可以設(shè)置纖維角度以指定的角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鋪設(shè)）

纖維條紋
纖維條紋需要多個(gè)堆疊的夾心板以進(jìn)一步加強(qiáng)零件在XY平面上的抗彎曲力。如果您的零件厚度較厚且橫截面相當(dāng)一致，則可以使用纖維條紋進(jìn)一步加強(qiáng)零件，使其疊加夾心板，從而使其具有更加一致的纖維增強(qiáng)特性和更強(qiáng)的抗扭曲力。

（通過(guò)疊加夾心板，纖維條紋可以在平面彎曲中實(shí)現(xiàn)更高的抗扭強(qiáng)度）

選擇性加固
雖然纖維條紋和外殼加固通常對(duì)規(guī)則體的橫截面能起到良好作用，但有時(shí)候加強(qiáng)零件的特定截面或局部特征比用均勻間隔的纖維條紋方式加強(qiáng)更有意義。在這種情況下，需要考慮一些特殊情況以保證夾心板仍可均勻分布。我們可以將STS Turbo公司的摩托車尾部掛腳座下面的零件拆分為兩部分：頂翼部分，防止騎乘者的腳太靠近后輪胎懸掛；承重支架，用螺栓孔安裝腳釘并安裝到摩托車的其余部分。

（零件的每個(gè)部分都需要不同的加固方案 - 跨越零件高度的夾心板不會(huì)起到作用）

零件需要質(zhì)地堅(jiān)硬并且耐彎曲，但標(biāo)準(zhǔn)夾心板不會(huì)以我們所需的方式加固零件 - 將纖維添加到最上層，最下面的層會(huì)產(chǎn)生不均勻的夾心板并導(dǎo)致零件損壞。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以設(shè)置夾心板的兩個(gè)想多平坦部分 - 一個(gè)夾住零件的“護(hù)腿”部分，一個(gè)夾住零件的安裝支架部分。這被稱為選擇性加固 - 我們正在定義需要加固的特定區(qū)域，并確保每個(gè)區(qū)域都有夾心板。

（每個(gè)截面都使用平衡夾心板來(lái)增加零件強(qiáng)度，以優(yōu)化鋼筋）

然后該零件需要在螺栓孔周圍近一步加強(qiáng)，以局部改善零件強(qiáng)度并支撐施加到腳釘?shù)闹亓?，該腳釘是栓緊在零件頂部的腳釘間隔件結(jié)。
組合
Eiger軟件提供的層級(jí)控制粒度允許您以多種方式進(jìn)行有效加強(qiáng)，您可以利用多種不同方式合并使用來(lái)加固所需零件。
上面所使用的腳釘安裝示例就是一種有效的纖維布線方法，可用于選擇性加固方式來(lái)抵抗平面內(nèi)彎曲，但可能需要更高的強(qiáng)度才能獲得可靠和穩(wěn)健的解決方案。該零件的機(jī)翼部分本身并不承重，但能抵抗平面內(nèi)的彎曲，而帶安裝圖形的部分將承受來(lái)自螺栓的壓縮載荷并承受其扭轉(zhuǎn)載荷，因?yàn)槟_釘將承受外部壓力。 我要在沉頭孔的下面添加一段層來(lái)加固螺栓孔。 這部分纖維在其區(qū)域內(nèi)相對(duì)居中，所以僅添加一層夾心板即可。

（碳纖維的中央面板既加強(qiáng)了螺栓孔，又提供了額外的抗彎強(qiáng)度）

接下來(lái)，我要將零件的較低區(qū)域罩起來(lái)，以提高其繞Z軸抗彎曲的強(qiáng)度，以幫助抵抗外在施加的壓力。我要添加同心軸纖維到零件頂部的區(qū)域中。這可以提高零件的抗壓強(qiáng)度，并且可以提高零件的抗扭強(qiáng)度，防止腳釘扭曲并從孔中鉆出。

（這個(gè)零件現(xiàn)在已經(jīng)通過(guò)多種技術(shù)加強(qiáng)，以提高不同領(lǐng)域的零件強(qiáng)度）

（具有優(yōu)化后的3D打印腳釘固定架）