Iako 3D štampa proizvodi prilično detaljne modele koji izgledaju gotovo identično CAD slici, točnost dimenzija i tolerancija nisu savršeno identične. To je nešto što se zove skupljanje, što se događa u 3D otisku koje vjerovatno i ne primjećujete.

Razmišljao sam o tome koliko se skupljanje događa u 3D otisku, idealno pitanje za one koji žele kreirati funkcionalne objekte koji zahtijevaju stroge tolerancije, pa sam odlučio da saznam i podijelim to s vama.

U ovom članku ćemo pokriti šta je skupljanje, za koliko će se vaši 3D otisci skupiti i neko dobro skupljanje kompenzacija za korištenje.

Šta je skupljanje u 3D štampi?

Skupljanje u 3D štampi je smanjenje veličine konačnog modela zbog promjena temperature od rastopljenog termoplasta , na ohlađene slojeve ekstrudiranog materijala.

Tokom štampe, ekstruder topi filament za štampanje kako bi se stvorio 3D model, a materijal se širi tokom ovog procesa. Nakon što se slojevi počnu hladiti odmah nakon ekstrudiranja, to uzrokuje povećanje gustoće materijala, ali smanjenje veličine.

Većina ljudi neće shvatiti da se to događa dok ne dobiju model koji zahtijeva malo više tačnost dimenzija.

Skupljanje nije problem kada se štampaju estetski modeli poput umetničkih dela, vaza i igračaka. Kada počnemo da se krećemo prema objektima koji imaju uske tolerancije kao što je akućište za telefon ili nosač koji povezuje predmete zajedno, skupljanje će postati problem za rješavanje.

Događa se u gotovo svakom procesu 3D štampanja zbog temperaturnih varijacija. Ali brzina kojom se to dešava varira u zavisnosti od nekoliko faktora.

Ovi faktori su materijal koji se koristi, temperatura, tehnologija štampanja i vrijeme očvršćavanja za otiske smole.

Od svih ovih faktori, možda najvažniji faktor koji utiče na skupljanje je materijal koji se koristi.

Vrsta korišćenog materijala će uticati na to koliko će se model skupiti.

Temperatura štampanja i brzine hlađenja su takođe važni faktori. Do skupljanja može doći ako se model štampa na visokoj temperaturi ili prebrzo ohladi, što znači da je veća vjerovatnoća da će se plastika na višim temperaturama skupiti.

Brzo neravnomjerno hlađenje može čak dovesti do savijanja, što može oštetiti model ili upropastiti otisak u potpunosti. Većina nas je iskusila ovo savijanje, bilo da dolazi od propuha ili samo od stvarno hladne sobe.

Nešto što je pomoglo u mom savijanju što sam nedavno implementirao je korištenje HAWKUNG grijane izolacijske prostirke za krevet ispod Ender 3. Ne samo pomaže kod savijanja, također ubrzava vrijeme zagrijavanja i održava konzistentniju temperaturu sloja.

Konačno, vrsta tehnologije štampe koja se koristi također određuje stepen skupljanja nalazi u modelu. Jeftinije tehnologijekao što se FDM obično ne može koristiti za pravljenje visokokvalitetnih dijelova sa uskim tolerancijama.

SLS i tehnologije metalnih mlaznica opravdavaju svoju visoku cijenu proizvodnjom preciznih modela.

Srećom, postoji mnogo načina da uzmemo u obzir skupljanje, što nam omogućava da proizvodimo dimenzionalno precizne dijelove bez previše muke, iako morate znati prave tehnike.

Koliko košta ABS, PLA & PETG otisci se skupljaju?

Kao što smo ranije spomenuli, stopa skupljanja uvelike ovisi o vrsti materijala koji se koristi. Razlikuje se od materijala do materijala. Pogledajmo tri najčešće korištena materijala za 3D štampanje i kako oni podnose skupljanje:

PLA

PLA je organski, biorazgradivi materijal koji se također koristi u FDM štampačima. To je jedan od najpopularnijih materijala koji se koristi u 3D štampi jer je lak za štampanje i nije toksičan.

PLA pati od malog skupljanja, stope skupljanja između 0,2%, do 3% jer je termoplast na nižoj temperaturi.

PLA filamentima nije potrebna visoka temperatura da bi se ekstrudirali, temperatura štampe je oko 190℃, što je manje od ABS-a.

Skupljanje u PLA se također može smanjiti štampanjem u zatvorenom okruženju ili jednostavnim skaliranjem modela kako bi se kompenziralo skupljanje.

Ovo funkcionira jer smanjuje te brze promjene temperature i smanjuje fizički stres namodel.

Mislim da ove stope skupljanja zavise od marke i proizvodnog procesa, pa čak i od boje samog filamenta. Neki ljudi su otkrili da tamnije boje imaju tendenciju da se skupljaju više od svjetlijih boja.

ABS

ABS je materijal za štampanje na bazi nafte koji se koristi u FDM štampačima. Široko se koristi zbog svoje visoke čvrstoće, otpornosti na toplinu i svestranosti. Može se naći u bilo čemu, od futrola za telefone do Legosa.

ABS ima zaista visoku stopu skupljanja, tako da ako su vam potrebni 3D otisci s tačnim dimenzijama, pokušao bih izbjeći njegovu upotrebu. Vidio sam kako ljudi komentiraju stope skupljanja od 0,8%, do 8%.

Siguran sam da su ovo ekstremni slučajevi, i da biste to mogli smanjiti s pravom postavkom , ali je to dobra emisija koja ilustruje koliko stvarno skupljanje može biti loše.

Jedan od glavnih načina da se smanji skupljanje je štampanje na odgovarajućim temperaturama zagrijanog sloja.

Korišćenje ispravno kalibriranog zagrijani sloj pomaže pri prionjivanju prvog sloja i također pomaže da se spriječi da se donji sloj ohladi previše brže od ostatka otiska kako bi se izbjeglo savijanje.

Još jedan savjet za smanjenje skupljanja je štampanje u zatvorenoj komori. Ovo izoluje 3D otisak od strujanja vanjskog zraka osiguravajući da se ne hladi neravnomjerno.

Zatvorena komora održava otisak na stalnoj temperaturi blizu plastične dok se štampanje ne završi, a svi dijelovi se mogu ohladitipo istoj stopi.

Odlično kućište koje su hiljade ljudi koristile i uživale je Creality Fireproof & Amazonovo kućište otporno na prašinu. Održava konstantnu temperaturu u okruženju i vrlo je jednostavan za instalaciju &

Povrh toga, pruža veću sigurnost u smislu požara, smanjuje emisiju zvuka i štiti od nakupljanja prašine.

PETG

PETG je još jedan široko rasprostranjen materijal za 3D štampu zbog svojih fenomenalnih svojstava. Kombinira strukturnu čvrstoću i žilavost ABS-a sa lakoćom štampe i netoksičnošću PLA.

To ga čini pogodnim za upotrebu u mnogim aplikacijama koje zahtijevaju visoku čvrstoću i sigurnost materijala

Sa 0,8%, PETG filamenti imaju najmanju stopu skupljanja. 3D modeli napravljeni sa PETG su relativno stabilni u odnosu na druge. To ih čini idealnim za izradu funkcionalnih otisaka koji moraju biti u skladu sa donekle striktnim tolerancijama.

Da bi se kompenziralo ili smanjilo skupljanje kod PETG otisaka, model se može povećati za faktor od 0,8% prije štampanja.

Kako dobiti pravu kompenzaciju skupljanja u 3D štampanju

Kao što smo vidjeli gore, skupljanje se može smanjiti na nekoliko načina. Ali, ostaje činjenica da bez obzira koliko se radi, skupljanje se ne može eliminisati. Zato je dobra praksa pokušati uzeti u obzir skupljanje prilikom pripreme modela za štampanje.

Dobijanje pravogkompenzacija skupljanja pomaže u obračunu smanjenja veličine modela. Neki softveri za ispis dolaze s unaprijed postavljenim postavkama koje to automatski rade umjesto vas, ali većinu vremena to se mora uraditi ručno.

Izračunavanje vrste kompenzacije skupljanja koja će se primijeniti ovisi o tri stvari, materijalu koji se koristi , temperaturu štampe i geometriju modela.

Svi ovi faktori zajedno će dati predstavu o tome koliko se očekuje da će se otisak smanjiti i kako to kompenzirati.

Dobivanje pravo skupljanje takođe može biti iterativni proces, inače poznat kao jednostavno pokušaj i greška. Stopa skupljanja može čak varirati među različitim markama istog tipa materijala.

Dakle, odličan način za mjerenje i kvantificiranje skupljanja je da prvo odštampate probni model i izmjerite skupljanje. Podaci koje dobijete mogu se zatim koristiti za kreiranje matematički ispravne kompenzacije stope skupljanja.

Odličan način za mjerenje skupljanja je korištenje ovog objekta za izračunavanje skupljanja iz Thingiverse-a. Jedan korisnik ga je opisao kao „jedan od najboljih alata za opštu kalibraciju“. Mnogi drugi korisnici se zahvaljuju proizvođaču ovog CAD modela.

Koraci su sljedeći:

• Odštampajte probni dio koristeći filament po izboru i željene postavke rezača za korištenje.
• Izmjerite i unesite u tabelu (moja je zajedničkana //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• Ažurirajte postavke sreza

Želite koristiti taj Google List i napravite novu kopiju koju možete sami uređivati ​​iz svježe. Naći ćete upute na stranici Thingiverse za više detalja.

Ako želite stvarno preciznu kompenzaciju, zapravo možete pokrenuti iteraciju dvaput, ali proizvođač kaže da je samo jedna iteracija bila dovoljna da ih dobijete unutar tolerancija od 100um (0,01mm) preko dijela od 150mm.

Jedan korisnik je rekao da jednostavno skalira svoje modele na 101% i to mu radi prilično dobro. Ovo je zaista jednostavan način gledanja na stvari, ali može biti uspješan za brze rezultate.

Možete koristiti i postavku koja se zove horizontalno proširenje koja prilagođava veličinu vaših 3D otisaka u X/Y dimenziju, kako biste kompenzirali promjene u veličini kako se model hladi i skuplja.

Ako sami kreirate modele, možete podesiti tolerancije na samom modelu, a uz više vježbe, počećete biti mogu pogoditi ispravne tolerancije prema vašem specifičnom dizajnu.