Come aumentare ancora di più la flessibilità dei vostri modelli

 

Questo articolo esplora i vari modi in cui possiamo generare geometrie più flessibili attraverso le possibilità offerte dal software Stratos. Approfondiremo la scelta dei parametri da modificare, come modificarli e gli effetti di questi cambiamenti.

 

 

Inizieremo definendo il concetto di flessibilità e differenziandolo dalla durezza, poiché un prodotto morbido è spesso associato con l’essere un prodotto flessibile, e il fatto che sia morbido dipende generalmente dalla durezza:

Flessibilità: la capacità di un corpo di piegarsi facilmente senza pericolo di rottura.

Durezza: resistenza di un materiale alla deformazione plastica permanente della sua superficie quando viene graffiato o perforato.

Morbido: facilmente tagliabile, graffiabile, cedevole o deformabile facilmente, specialmente quando viene premuto.

 

In questo articolo, ci concentreremo sul TPU BCN3D, poiché è il materiale più flessibile, e l’unico elastomero termoplastico proposto da BCN3D. In particolare, è un TPU 98A Shore. La durezza Shore è una scala per misurare la durezza elastica dei materiali, determinata dalla reazione elastica del materiale quando un oggetto viene fatto cadere su di esso. Una durezza 98A è simile alla durezza di uno pneumatico.

 

 

Per ottenere una maggiore flessibilità, dovremmo cercare di ridurre gli elementi che forniscono rigidità alla parte come risultato della configurazione. Per farlo, ci concentreremo sui parametri che modificano il rivestimento e il riempimento. Per quanto riguarda il rivestimento, ci concentreremo sullo Spessore della Parete o Conteggio delle Linee della Parete, Spessore superiore/inferiore o Strati Superiori e Strati Inferiori. Per il riempimento, ci concentreremo su Densità di Riempimento e Pattern di Riempimento.

 

 

Per rendere le nostre parti più flessibili, ne modificheremo essenzialmente la geometria. Le parti dove si concentrerà più materiale saranno le più rigide. Gli angoli sono di solito le parti dove si concentra molto materiale, e di conseguenza forniscono rigidità alla parte. Gli angoli con angoli ottusi (maggiori di 90 gradi) saranno più flessibili degli angoli con angoli acuti (meno di 90 gradi). Le geometrie organiche senza angoli saranno ancora più flessibili (per esempio un cilindro).

 

 

Tuttavia, queste parti risultano essere ancora piuttosto rigide... Ma perché? Le pareti verticali ostacolano la flessibilità sull'asse verticale, mentre le pareti superiori e inferiori ostacolano la flessibilità sull'asse orizzontale. Possiamo creare molta flessibilità in una particolare direzione, perciò è importante sapere in quale direzione vogliamo che la parte sia più flessibile.

Per esempio, se rimuoviamo la parte superiore e inferiore dello stesso cilindro che abbiamo stampato in precedenza, otteniamo un cilindro che mostra il pattern di riempimento e che si flette molto di più sull'asse orizzontale. 

 

 

Per impostazione predefinita il software adotta un pattern a griglia nel riempimento. Questo è il tipico modello bidimensionale fornito dal software. Possiamo trovare molti altri tipi di modelli di riempimento, ma la cosa più importante per capire quale scegliere è distinguere tra quelli bidimensionali, che sono fondamentalmente gli stessi disegni lungo tutto l'asse Z, e quelli tridimensionali, che variano la loro geometria nei tre assi.

I modelli bidimensionali forniscono molta rigidità sull'asse Z e, a seconda del modello, caratteristiche molto diverse sul piano orizzontale.

 

 

Qui possiamo vedere come i modelli bidimensionali e il loro orientamento influenzano la flessibilità del piano orizzontale. Il modello a griglia fornisce rigidità solo se applichiamo la forza parallela alle linee, ma se applichiamo le forze a 45° si comporta in modo completamente diverso. Al contrario, il modello triangolare è rigido in tutte le direzioni, come nel caso del modello tri-esagonale.

 

 

Il modello bidimensionale che fornisce la maggiore flessibilità è il pattern concentrico, poiché le linee del riempimento non toccheranno le pareti verticali e quindi il riempimento non resisterà alla flessione. In questo caso, la flessibilità nel piano orizzontale dipenderà solo dallo spessore della parete; più spessa è la parete, più rigida diventerà.

 

 

D'altra parte, ci sono modelli tridimensionali in cui i carichi sono equamente distribuiti in tutte le direzioni. In generale, per la stessa percentuale di densità, un modello tridimensionale fornisce più rigidità sul piano orizzontale rispetto alla maggior parte dei modelli bidimensionali, ma comunque meno dei triangoli.

Poiché tutti i modelli tridimensionali offrono le stesse caratteristiche, ci concentreremo solo sul modello Gyroid.

 

 

 

Questo tipo di pattern offre molta flessibilità sull'asse verticale rispetto alla rigidità dei pattern bidimensionali. Per capirlo meglio, attiviamo di nuovo le parti superiori e inferiori, e questa volta disattiviamo le pareti.

 

 

 

Se vogliamo fornire più flessibilità, possiamo ridurre la densità del riempimento. In questo modo il modello che generiamo non sarà così denso e useremo meno materiale. In generale, meno materiale significa più flessibilità.

 

 

Se cerchiamo molta flessibilità in tutti gli assi, abbiamo la possibilità di disattivare tutte le pareti, ossia quelle verticali e quelle superiori e inferiori. In questo modo, con l'uso di un modello tridimensionale, si genera un pezzo molto simile al concetto di una spugna che si flette in modo eccellente in tutte le direzioni.

 

Per riassumere, abbiamo diverse opzioni per migliorare la flessibilità dei nostri pezzi:

• Evitare l'uso di angoli nella geometria.

• Rimuovere la parte superiore e inferiore per una maggiore flessibilità sul piano orizzontale.

• Il modello a griglia fornisce flessibilità e rigidità orizzontale a seconda dell'orientamento.

• Evitare modelli triangolari o tri-esagonali.

• Usare un modello di riempimento concentrico o con 0% di riempimento per ottenere la massima flessibilità sul piano orizzontale.

• Rimuovere le pareti per una maggiore flessibilità sull'asse verticale.

• L'uso di modelli tridimensionali fornisce flessibilità sull'asse verticale.

• Rimozione delle pareti, delle parti superiori e inferiori per una flessibilità in tutte le direzioni.

  Conclusioni

  Il software Stratos ci dà una serie di possibilità per modificare le caratteristiche di flessibilità dei nostri pezzi. In questo post, abbiamo studiato come lo shell e l'infill variano le caratteristiche meccaniche, e come è possibile sfruttarle al meglio implementando l'uso di diversi parametri in tutta semplicità.

   

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