Tot i que la impressió 3D produeix models força detallats que semblen gairebé idèntics a la imatge CAD, la precisió dimensional i la tolerància no són perfectament idèntiques. Això és una cosa que es diu contracció, que passa a les impressions 3D que probablement ni tan sols ho noteu.

Vaig pensar en quanta contracció es produeix a les impressions 3D, una pregunta ideal per a aquells que volen crear objectes funcionals que requereixen toleràncies estrictes, així que vaig decidir esbrinar-ho i compartir-ho amb vosaltres.

En aquest article, explicarem què és la contracció, quant és probable que les vostres impressions 3D es redueixin i algunes bones contraccions. compensació per utilitzar.

Què és la contracció en la impressió 3D?

La contracció en la impressió 3D és la reducció de la mida del model final a causa dels canvis de temperatura del termoplàstic fos , a les capes de material extruït refrigerat.

Durant la impressió, l'extrusora fon el filament d'impressió per crear el model 3D i el material s'expandeix durant aquest procés. Després que les capes comencen a refredar-se just després de ser extruïdes, fa que el material augmenti de densitat, però es redueixi de mida.

La majoria de la gent no s'adonarà que això passa fins que no tingui un model que requereixi una mica més. precisió dimensional.

La contracció no és un problema quan s'imprimeixen models estètics com obres d'art, gerros i joguines. Quan comencem a moure'ns cap a objectes que tenen toleràncies estretes com acarcassa del telèfon o una muntura que connecta objectes entre si, la contracció es convertirà en un problema a resoldre.

Es produeix en gairebé tots els processos d'impressió 3D a causa de les variacions de temperatura implicades. Però la velocitat a la qual es produeix varia en funció d'uns quants factors.

Aquests factors són el material utilitzat, la temperatura, la tecnologia d'impressió i el temps de curat de les impressions de resina.

D'entre tots aquests factors. factors, potser el factor més important que afecta la contracció és el material utilitzat.

El tipus de material utilitzat influirà en quant s'encongrà el model.

La temperatura d'impressió i les velocitats de refredament també ho són. factors importants. Es pot produir una contracció si el model s'imprimeix a una temperatura elevada o es refreda massa ràpid, la qual cosa significa que és més probable que els plàstics a temperatures més altes es redueixin.

Un refredament ràpid desigual pot fins i tot provocar una deformació, que pot danyar el model o arruïnar la impressió del tot. La majoria de nosaltres hem experimentat aquesta deformació, ja sigui per corrents d'aire o només per una habitació molt freda.

Alguna cosa que m'ha ajudat amb la deformació que vaig implementar recentment és l'ús d'una estora d'aïllament de llit escalfat HAWKUNG sota el meu Ender 3. No. només ajuda amb la deformació, també accelera els temps d'escalfament i manté una temperatura del llit més consistent.

Finalment, el tipus de tecnologia d'impressió utilitzada també determina l'abast de la contracció. que es troba al model. Tecnologies més baratescom l'FDM, normalment no es poden utilitzar per fer peces d'alta qualitat amb toleràncies estrictes.

Les tecnologies SLS i injecció de metall justifiquen el seu preu elevat produint models precisos.

Afortunadament, hi ha moltes maneres. per tenir en compte la contracció, cosa que ens permet produir peces dimensionalment precises sense massa problemes, tot i que cal conèixer les tècniques adequades.

Quant fan ABS, PLA i amp; PETG Prints Shrink?

Com hem esmentat anteriorment, la taxa de contracció depèn en gran mesura del tipus de material utilitzat. Varia d'un material a un altre. Fem una ullada a tres dels materials d'impressió 3D més utilitzats i com aguanten la contracció:

PLA

PLA és un material orgànic i biodegradable que també s'utilitza a les impressores FDM. És un dels materials més populars utilitzats en la impressió 3D perquè és fàcil d'imprimir i també no és tòxic.

PLA pateix una petita contracció, índexs de contracció auditiva d'entre el 0,2%, fins a 3% ja que és un termoplàstic de temperatura més baixa.

Els filaments PLA no necessiten altes temperatures per extreure's, la temperatura d'impressió és d'uns 190 ℃, que és més petita que la de l'ABS.

La contracció del PLA també es pot reduir imprimint en un entorn tancat o simplement ampliant el model per compensar la contracció.

Això funciona perquè redueix aquests canvis ràpids de temperatura i redueix l'estrès físic sobre el PLA.model.

Crec que aquestes taxes de contracció depenen de la marca i del procés de fabricació, i fins i tot del color del filament en si. Algunes persones van descobrir que els colors més foscos tendeixen a reduir-se més que els colors més clars.

ABS

L'ABS és un material d'impressió a base de petroli que s'utilitza a les impressores FDM. S'utilitza àmpliament per la seva alta resistència, resistència a la calor i versatilitat. Es pot trobar en qualsevol cosa, des de fundes de telèfon fins a Legos.

L'ABS té una taxa de contracció molt alta, de manera que si necessiteu impressions 3D dimensionalment precises, intentaria evitar-ne el seu ús. He vist que la gent comenta que les taxes de contracció van des del 0,8% fins al 8%.

Estic segur que aquests són casos extrems i que podríeu reduir-ho amb la configuració adequada. , però és un bon espectacle per il·lustrar fins a quin punt es pot produir realment una contracció.

Una de les principals maneres de reduir la contracció és imprimir a les temperatures adequades del llit escalfat.

Utilitzant un calibre correctament calibrat. El llit escalfat ajuda a l'adhesió de la primera capa i també ajuda a evitar que la capa inferior es refredi massa més ràpid que la resta de la impressió per evitar deformacions.

Un altre consell per reduir la contracció és imprimir en una cambra tancada. Això aïlla la impressió 3D dels corrents d'aire exteriors assegurant que no es refredi de manera desigual.

La cambra tancada manté la impressió a una temperatura estable prop del plàstic fins que s'ha completat la impressió i totes les seccions es poden refredar.al mateix ritme.

Un gran recinte que milers de persones han utilitzat i gaudit és el Creality Fireproof & Tancament a prova de pols d'Amazon. Manté un ambient de temperatura constant i és molt fàcil d'instal·lar & mantenir.

A més, ofereix més seguretat en termes d'incendis, redueix les emissions sonores i protegeix de l'acumulació de pols.

PETG

PETG és un altre material d'impressió 3D àmpliament utilitzat a causa de les seves propietats fenomenals. Combina la resistència estructural i la duresa de l'ABS amb la facilitat d'impressió i la no toxicitat del PLA.

Això el fa adequat per al seu ús en moltes aplicacions que requereixen alta resistència i seguretat del material

Al 0,8%, els filaments PETG tenen la taxa de contracció més baixa. Els models 3D fets amb PETG són relativament estables dimensionalment en comparació amb altres. Això els fa ideals per fer impressions funcionals que s'han d'ajustar a toleràncies una mica estrictes.

Per compensar o reduir la contracció en impressions PETG, el model es pot ampliar en un factor del 0,8% abans d'imprimir.

Com obtenir la compensació de contracció adequada a la impressió 3D

Com hem vist anteriorment, la contracció es pot reduir de diverses maneres. Però el fet és que, per molt que es faci, la contracció no es pot eliminar. És per això que és una bona pràctica intentar tenir en compte la contracció quan es prepara el model per a la impressió.

Aconseguir el correcteLa compensació de contracció ajuda a tenir en compte la reducció de la mida dels models. Alguns programaris d'impressió inclouen preajustos que ho fan automàticament, però la majoria de vegades, s'ha de fer manualment.

El càlcul del tipus de compensació de contracció que s'ha d'aplicar depèn de tres coses, el material que s'utilitza. , la temperatura d'impressió i la geometria del model.

Tots aquests factors combinats donaran una idea de quant s'espera que es redueixi la impressió i com compensar-ho.

Aconseguir la la contracció dreta també pot ser un procés iteratiu, també conegut com a simple prova i error. La taxa de contracció fins i tot pot variar entre diferents marques del mateix tipus de material.

Per tant, una bona manera de mesurar i quantificar la contracció és imprimir primer un model de prova i mesurar la contracció. Les dades que obteniu es poden utilitzar per crear una compensació de la taxa de contracció matemàticament sòlida.

Una bona manera de mesurar la contracció és utilitzar aquest objecte de càlcul de contracció de Thingiverse. Un usuari el va descriure com "Una de les millors eines de calibratge generals del voltant". Molts altres usuaris comparteixen el seu agraïment amb el creador d'aquest model CAD.

Els passos són els següents:

• Imprimiu la part de prova amb el filament que trieu i la configuració de la talladora que voleu per utilitzar.
• Mesura i introduïu al full de càlcul (el meu és compartita //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• Actualitzeu la configuració de l'slicer

Voleu utilitzar aquest Google Feu un full i feu una còpia nova que pugueu editar des de fresc. Trobareu les instruccions a la pàgina de Thingiverse per obtenir més detalls.

Si voleu una compensació realment precisa, podeu executar la iteració dues vegades, però el fabricant diu que només n'hi ha prou amb una iteració per aconseguir-les. una tolerància de 100um (0,01 mm) sobre una peça de 150 mm.

Un usuari va dir que simplement escala els seus models al 101% i li funciona bastant bé. Aquesta és una manera molt senzilla de veure les coses, però pot tenir èxit per obtenir resultats ràpids.

També podeu utilitzar una configuració anomenada expansió horitzontal que ajusta la mida de les vostres impressions 3D a la X/Y. dimensió, per compensar els canvis de mida a mesura que el model es refreda i es redueix.

Si creeu els models vosaltres mateixos, podeu ajustar les toleràncies al mateix model i, amb més pràctica, començareu a ser capaç d'endevinar les toleràncies correctes segons el vostre disseny específic.