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Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen

geschrieben von printerman 
Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 08:01
Hallo!

Ich habe ein Bauteil mit 3 verschieden Filamenten (PETG, PLA, GREEN-TEC) gedruckt, die eigentlich ganz gut aussehen (kein Warping) und sich auch fest anfühlen.



PETG, 230°C, 75°C, 100% infill, Layer 0.10mm


PLA, 210°C, 50°C, 100% infill, Layer 0.20mm


GREEN-TEC, 210°C, 60°C, 100% infill, Layer 0.15mm

Nur leider halten die den benötigeten Beanspruchungen nicht stand.

Es ist ein Handtuchhalter auf den die Stange befestigt wird und dann 2 Handtücher aufgehängt werden. Gewicht Stange + Handtücher ca. 900 Gramm
Alle Teile sind mit dieser Belastung gerissen/gebrochen, am besten war noch das PLA, siehe Fotos:


PETG


PLA


GREEN-TEC

Meine Frage: Mache ich bei den Einstrellungen etwas falsch oder verlange ich einfach zuviel und die Materialien sind doch nicht für solche Aufgaben ausgelegt?
Einzig ABS habe ich wegen gesundheitliche Aspekte nicht probiert, dachte aber gerade das PETG oder Green-Tec diese Aufgabe schaffen sollte, da es ja sogar ABS ebenbürtig oder überlegen sein dürfte.

Vielleicht hat der der eine oder andere Tipps für mich.

Danke

LG
Andreas
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 08:09
Moin,

liegend drucken, dann hälts.
Ist wie bei Holz, die Faserrichtung beachten.

Grüße

Sascha


3Tripple 290x300x280mm, Raspi3+DUE+RADDS mit TMC2100, micron3dp Doppelextruder, Big Booster, Filaprint, Z-Riemenantrieb

www.wattwetter.de
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 08:18
Das ist eher ein Designproblem. Mach den Pin von hinten mal hohl, also als Rohr, sollte dann wegen doppelter Anzahl Perimeter und besserer Anbindung an die Top/Bottomlayer mehr halten. Auch die Druckrichtung wäre liegend mit Support günstiger für die Stabilität.

Wunder würde ich aber auch davon icht erwarten. Stabil ist das Zeug schon. An diese liegend gedruckte Ösenplatte aus Green-TEC hänge ich 100 kg dran und das hält astrein.




Gruß
Niko

NXD evo (Duet Wifi, RepRap Firmware 2.02(RTOS), Duet 3d smart effektor & Haydn Huntley Magrods, Bondtech BMG (flying) extruder. CAD BOM !!!WORK IN PROGRESS!!!

3d-design auf gitlab

Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 08:44
Vielen Dank für die Tipps, werde ich am Wochenende testen und Bescheid geben.

LG
Andreas
VDX
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 11:11
... die Bindungsfestigkeit der Layer hängt vor Allem von der Drucktemperatur ab - für eine hohe Haftung mußt du "etwas zu heiß" drucken, damit das neu aufgedruckte Material die darunterliegende Oberfläche richtig aufschmilzt und verbindet ... dann geht das auch 'stehend' ...


Viktor
--------
Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - [reprap.org]
Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 11:22
Hallo,

also das nenn ich mal eine mutige Konstruktion. Wenn ich nun die Länge der Stange wüßte, könnte man die Hebelkraft ausrechnen. Dabei wird bestimmt raus kommen das selbst Alu-Guß das nicht aushalten wird...

mfg,
Rickenharp
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 12:14
Quote
Rickenharp
Hallo,

also das nenn ich mal eine mutige Konstruktion. Wenn ich nun die Länge der Stange wüßte, könnte man die Hebelkraft ausrechnen. Dabei wird bestimmt raus kommen das selbst Alu-Guß das nicht aushalten wird...

mfg,
Rickenharp

Das ist vom Original 1:1 nachgezeichnet. Ich finde auch das dieser kleine Zapfen eine enorme Belastung schon alleine durch die Stange bekommt. Länge der Stange 38 cm und ein Gewicht von 310 Gramm.
Es ist für einen Freund dem das Original gebrochen ist und daher wollte wir es versuchen. Wenn er eine neue komplette Halterung wieder kaufen muss passen sicher wieder die Löcher in der Wand nicht und deshalb der Versuch.
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 12:22
Zwischenbericht: So ich habe jetzt die Stange zum testen nochmals mit Green-Tec gedruckt, einziger Unterschied liegend mit Support und einen kurzen Belastungstest durchgeführt.

Halterung provisorisch befestigt, Kupferrohr mit einer Länge von 59 cm und einen Gewicht von 208 Gramm "im Keller gefunden :-)" draufgesteckt und dann einzeln zuerst ein Handtuch dann zwei und danach noch ein drittes draufgehängt.
Gesamtgewicht: 1482 Gramm und was soll ich sagen momentan hält es, kein Bruch.

Weitere Tests werden durchgeführt!

Danke vorerst mal allen für die Hilfe.

LG
Andreas
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 14:33
Quote
VDX
... die Bindungsfestigkeit der Layer hängt vor Allem von der Drucktemperatur ab - für eine hohe Haftung mußt du "etwas zu heiß" drucken, damit das neu aufgedruckte Material die darunterliegende Oberfläche richtig aufschmilzt und verbindet ... dann geht das auch 'stehend' ...

Was ja auch nur logisch ist .... das hätte ich glaube auch mal versucht, bevor ich das Ding drehe winking smiley

Edit:

sieht man hier ja auch schon ganz gut, das es da ruhig mehr sein darf winking smiley



1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.04.16 14:35.
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 16:35
Quote
PeterKu
Quote
VDX
... die Bindungsfestigkeit der Layer hängt vor Allem von der Drucktemperatur ab - für eine hohe Haftung mußt du "etwas zu heiß" drucken, damit das neu aufgedruckte Material die darunterliegende Oberfläche richtig aufschmilzt und verbindet ... dann geht das auch 'stehend' ...

Was ja auch nur logisch ist .... das hätte ich glaube auch mal versucht, bevor ich das Ding drehe winking smiley

Edit:

sieht man hier ja auch schon ganz gut, das es da ruhig mehr sein darf winking smiley


Das mit der Temperatur werd ich zusätzlich noch ausprobieren. :-) Wie soll die innere Struktur aussehen, komplett verschmolzen oder ist es normal wenn man noch die einzelnen Fasern erkennt?

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.04.16 16:36.
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 16:42
Quote
printerman
Quote
PeterKu
Quote
VDX
... die Bindungsfestigkeit der Layer hängt vor Allem von der Drucktemperatur ab - für eine hohe Haftung mußt du "etwas zu heiß" drucken, damit das neu aufgedruckte Material die darunterliegende Oberfläche richtig aufschmilzt und verbindet ... dann geht das auch 'stehend' ...

Was ja auch nur logisch ist .... das hätte ich glaube auch mal versucht, bevor ich das Ding drehe winking smiley

Edit:

sieht man hier ja auch schon ganz gut, das es da ruhig mehr sein darf winking smiley

Das mit der Temperatur werd ich zusätzlich noch ausprobieren. :-) Wie soll die innere Struktur aussehen, komplett verschmolzen oder ist es normal wenn man noch die einzelnen Fasern erkennt?



Kommt drauf an was du haben möchtest ... einzeln aufeinander gestapelte "Würstchen" die du ohne Mühe mit dem Fingernagel voneinander trennen kannst oder eben was stabiles ... die Layer an sich wirst du wohl immer in irgendeiner Form sehen, da es eben Schichten sind ... nur wie gut die untereinader haften kann man beeinflussen winking smiley
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
08. April 2016 16:49
Danke nochmals allen, ich werde euch am laufenden halten mit meinen Versuchen.

LG
Andreas

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.04.16 16:50.
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
17. April 2016 11:48
Hallo,

verändere mal das Design. Im Moment hast zu eine flache Schräge dran. Du verbreiterst nicht wirklich viel. Kraft kommt hier aber über die Fläche. Diese musst Du versuchen zu vergrössern. An dieser Stelle kommt der grösste Druck / Zug drauf. Mach ein großzügiger Radius ran das wirkt Wunder.

Gruss
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
18. April 2016 05:57
Man könnte auch eine m10 Schraube in das Design integrieren, welche durch die komplette "Säule" geht. + Einsenkungen oben und unten für die Mutter und den Schraubenkopf, damit es weniger "Ghetto-mäßig" aussieht.
Dies würde die Festigkeit imho enorm steigern. x)
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
19. April 2016 04:51
Hallo,

das liegend drucken war eigentlich schon die Lösung.
Ich hatte ja das Green-Tec mit den selben Einstellungen gedruckt, nur liegend und bis jetzt hält es. spinning smiley sticking its tongue out Einziges kleines Problem noch, da Green-Tec ein bisschen elastisch ist biegt sich die Stange bei Last leicht runter.
Daher werde ich das Objekt mal in PLA drucken, zwecks Steifigkeit und noch ein bisschen mit der Temperatur spielen. Ich könnte natürlich auch beim Green-Tec den Winkel leicht korrigieren, aber zuerst teste ich mal das PLA.

Falls es wem interessiert habe ich ein Belastungstestvideo zwischen Grren-Tec, PETG und PLA online gestellt. Getestet habe ich mit einem max. Gewicht von 9,6 kg. Die Testobjekte haben eine Abmessung von 50x10x4mm.
Hier der Link: Belastungstest

Grüße
Andreas

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.04.16 04:51.
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
27. April 2016 13:34
Hallo,

hier nochmals ein kurzer Zwischenbericht.

Die Halterung hält noch immer, das mit der Schraube finde ich auch eine sehr gute Idee. Ich habe mal in ein kaputtes Stück eine Schraube einfach hineingedreht und die würde alleine schon die getesteten 9,6 kg halten.
Also mit der richtigen Temperatur gedruckt inkl. der Schraube und der richtigen Lage (Faserrichtung) halten die Teile sicher einiges aus. spinning smiley sticking its tongue out

Vollständigkeitshalber hier nach das zweite Video des Belastungstests, diesmal solange Gewicht hinzugegeben bis es kracht.
Belastungstest Teil 2

Grüße
Andreas
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
09. May 2016 11:37
Mhh bissi spät aber:
Rectiliniearer Infill für PETG das stabil sein soll ist schwieriger hinzubekommen ( multi auf vieleicht 120% und drauf achen das es sich sauber verbindet oder 2mal pro layer als komplett und nicht einmallängs und einmal quer).
Ich würde hier mal fast honeycomb nehmen. Das ist auf die schnelle besser geeignet.
Gruß
Sascha


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Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
09. May 2016 11:44
Hi Andreas,

wenn das aus optischen Gründen möglich ist, steigere mal die Layerhöhe ein wenig, auf 0,2 ; 0,25 sollte die Festigkeit steigern da du stärkere homogene Fasern hast
und die Anzahl der "Klebestellen" verringert wird. Die Idee mit Schraube/Gewindestange ist wirklich gut, sollte sicherlich einiges bringen.
Ich meine mich auch zu erinnern, mal einen Test gelesen zu haben, aus dem hervorging, dass die Bauteilfestigkeit ab 90% Infill nur noch marginal steigt,
bei deinem Teil denke ich mal nicht weiter relevant, bei größeren lässt sich so aber mit Sicherheit das ein oder andere Gramm Filament sparen winking smiley

Grüße, Sven
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
09. May 2016 23:25
nur mal so aus Neugier,

ist das ursprüngliche Originalbauteil das hier kopiert werden soll evtl. an der gleichen Stelle gebrochen wie die Kopien?
Re: Problem mit Festigkeit bei den Bauteilen
18. May 2016 10:07
Hallo,
nochmals allen ein Danke für die Mithilfe und es ist nie zu spät... winking smiley

Das letzte Objekt hat bis jetzt echt gut gehalten (ca. 1 Monat), nur leider ist es nun doch auch gebrochen.
Ich werde beim nächsten Versuch gerne eure Ideen miteinbringen, den nun ist es schon meine persönliche Herausforderung das zu schaffen. Natürlich darf man auch nicht vergessen das die gedruckte Halterung "nur" Kunststoff ist und kein Eisen, etc. dafür hält es mittlerweile eh schon sehr gut.

@ SamsDabby - Nein ist nicht an der gleichen Stelle gebrochen. Das gedruckte Objekt ist aus der Platte rausgebrochen und beim Original ist der Zapfen gebrochen, anbei ein Foto vom Original das ich endlich bekommen habe...



Grüsse
Andreas
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