Pro většinu použití v 3D tisku nemá rozměrová přesnost a tolerance u našich modelů velký význam, zejména pokud 3D tisknete pro cool vzhled modelů nebo dekorace.

Na druhou stranu, pokud chcete vytvářet funkční díly, které vyžadují vysokou rozměrovou přesnost a preciznost, pak k tomu potřebujete podniknout řadu kroků.

3D tiskárny SLA mají obvykle nejlepší rozlišení, což se projevuje lepší rozměrovou přesností a tolerancemi, ale dobře vyladěná tiskárna FDM si stále dokáže poradit skvěle. Kalibrujte rychlost tisku, teplotu a průtoky, abyste dosáhli co nejlepší rozměrové přesnosti. Dbejte na stabilizaci rámu a mechanických dílů.

Ve zbytku tohoto článku se budeme podrobněji věnovat dosažení co nejlepší rozměrové přesnosti, takže čtěte dál a dozvíte se více.

Jaké faktory ovlivňují vaši rozměrovou přesnost při 3D tisku?

Než přejdeme k faktorům, které ovlivňují rozměrovou přesnost vašich 3D tištěných dílů, dovolte mi, abych osvětlil, co to vlastně rozměrová přesnost je.

Jednoduše se jedná o to, jak dobře vytištěný objekt odpovídá velikosti a specifikacím původního souboru.

Níže je uveden seznam faktorů, které mají vliv na rozměrovou přesnost 3D výtisků.

• Přesnost stroje (rozlišení)
• Tiskový materiál
• Velikost objektu
• Dopad první vrstvy
• Nedostatečné nebo nadměrné vytlačování
• Teplota tisku
• Průtokové rychlosti

Jak dosáhnout nejlepších tolerancí & Rozměrová přesnost

3D tisk vyžaduje při tisku specializovaných dílů dobrou úroveň přesnosti. Pokud však chcete tisknout s vysokou úrovní rozměrové přesnosti, pomohou vám k tomu spolu s uvedenými kroky následující faktory.

Přesnost stroje (rozlišení)

První věc, na kterou se chcete zaměřit, když se snažíte zlepšit přesnost rozměrů, je skutečné rozlišení, na které je vaše 3D tiskárna omezena. Rozlišení se týká toho, jak vysoká může být kvalita vašich 3D výtisků, měřeno v mikronech.

Obvykle se zobrazí rozlišení XY a rozlišení výšky vrstvy, což znamená, jak přesný může být každý pohyb podél osy X nebo Y.

Existuje minimum, o kolik se může tisková hlava vypočítaným způsobem pohybovat, takže čím nižší je toto číslo, tím přesnější je rozměrová přesnost.

Když dojde na samotný 3D tisk, můžeme provést kalibrační test, pomocí kterého zjistíte, jak dobrá je vaše rozměrová přesnost.

Doporučuji vytisknout si 20mm kalibrační kostku XYZ (vytvořil ji iDig3Dprinting na Thingiverse) a poté změřit rozměry pomocí kvalitních třmenů.

Digitální třmeny Kynup z nerezové oceli jsou jedny z nejlépe hodnocených třmenů na Amazonu, a to z dobrého důvodu. Jsou velmi přesné, s přesností až 0,01 mm, a uživatelsky velmi přívětivé.

Po vytištění a změření 3D kalibrační kostky je třeba v závislosti na měření upravit kroky/mm přímo ve firmwaru tiskárny.

Výpočty a úpravy, které budete potřebovat, jsou následující:

E = očekávaný rozměr

O = sledovaný rozměr

S = aktuální počet kroků na mm

pak:

(E/O) * S = váš nový počet kroků na mm

Pokud se vaše hodnota pohybuje mezi 19,90 a 20,1 mm, jste na tom velmi dobře.

All3DP popisuje, že:

• Větší než +/- 0,5 mm je špatný.
• Méně než +/- 0,5 mm je průměrná hodnota
• Méně než +/- 0,2 mm je dobré
• Méně než +/- 0,1 mm je fantastické.

Podle potřeby proveďte úpravy a měli byste se přiblížit svému cíli, kterým je dosažení co nejlepší rozměrové přesnosti.

• Použijte 3D tiskárnu, která má vysoké rozlišení (méně mikronů) v osách XY a Z.
• 3D tiskárny SLA mají obvykle lepší rozměrovou přesnost než tiskárny FDM.
• Pokud jde o osu Z, můžete dosáhnout rozlišení až 10 mikronů.
• Obvykle se setkáváme s 3D tiskárnami s rozlišením od 20 mikronů do 100 mikronů.

Tiskové materiály

V závislosti na materiálu, ze kterého tisknete, může po ochlazení dojít ke smrštění, které sníží přesnost rozměrů.

Pokud měníte materiály a nejste zvyklí na úroveň smrštění, pak byste měli provést několik testů, abyste zjistili, jak dosáhnout co nejlepší rozměrové přesnosti výtisků.

Nyní si můžete vybrat:

• Pokud používáte jiný materiál, proveďte znovu kalibrační kostkový test, abyste zkontrolovali úroveň smrštění.
• Měřítko tisku určete v závislosti na míře smrštění uvedeného tisku.

Velikost objektu

Stejně tak je důležitá velikost objektu, protože velké objekty často vytvářejí složité problémy a u takto velkých objektů někdy dochází k nepřesnostem.

• Vyberte si menší předměty nebo rozdělte větší předmět na menší části.
• Rozdělení většího objektu na menší části zvyšuje rozměrovou přesnost každé části.

Kontrola pohybu součástí

V procesu 3D tisku hrají roli různé součásti stroje, proto je třeba každou část před zahájením tisku zkontrolovat.

• Zkontrolujte všechny napínací řemeny a pro jistotu je napněte.
• Zkontrolujte, zda jsou všechny lineární tyče a kolejnice rovné.
• Měli byste se také ujistit, že je vaše 3D tiskárna dobře udržovaná, a použít trochu oleje na lineární táhla a šrouby.

Zlepšete svou první vrstvu

Úplně první vrstva je jako ta první otázka u zkoušek; pokud se povede, vše zůstane v pořádku. Stejně tak může mít vaše první vrstva dlouhodobý dopad na tiskový model z hlediska rozměrové přesnosti, pokud se s ní nezachází správně.

Pokud jste trysku nastavili příliš vysoko nebo příliš nízko, ovlivní to tloušťku vrstev, a tím výrazně ovlivní tisk.

Spolu se správou rozměrové přesnosti je třeba:

• Ujistěte se, že je tryska v dostatečné vzdálenosti od lůžka, abyste dosáhli dokonalé první vrstvy.
• Určitě bych vyzkoušela první vrstvy a zda vyjdou dobře.
• Postel řádně vyrovnejte a ujistěte se, že je při zahřívání v rovině, abyste mohli zohlednit případné deformace.
• Pro velmi rovný povrch použijte skleněné lůžko

Teplota tisku

Teplota hraje významnou roli při dosahování požadované přesnosti. Pokud tisknete při vysoké teplotě, může se stát, že z tisku vyteče více materiálu a jeho ochlazení trvá déle.

To může ovlivnit rozměrovou přesnost výtisků, protože předchozí vrstva, která nevychladla, může být ovlivněna následující vrstvou.

• Spusťte teplotní věž a najděte optimální teplotu, která snižuje nedokonalosti tisku.
• Obvykle stačí mírně snížit teplotu tisku (asi o 5 °C).
• Chcete používat co nejnižší teplotu, která nezpůsobí nedostatečné vytlačování.

Tím získáte dostatek času na vychladnutí vrstev a dosáhnete plynulého a rozměrově přesného povrchu.

Kompenzace při navrhování

Po nastavení rozměrové přesnosti stroje byste měli být na správné cestě, ale v některých případech můžete získat rozměry, které nejsou tak přesné, jak jste si mysleli.

Můžeme však vzít v úvahu nepřesnost některých dílů z hlediska designu a před 3D tiskem tyto rozměry upravit.

To přichází v úvahu pouze v případě, že navrhujete vlastní díly, ale můžete se naučit, jak upravovat stávající návrhy, pomocí výukových programů na YouTube nebo prostě strávit čas učením se návrhového softwaru.

• Zkontrolujte tiskovou kapacitu stroje a nastavte podle ní své návrhy.
• Pokud vaše 3D tiskárna dokáže tisknout pouze do určitého rozlišení, můžete velikost důležitých částí trochu zvětšit.
• Škálujte modely jiných konstruktérů tak, aby odpovídaly toleranční kapacitě vašich strojů.

Nastavení průtoku

Množství filamentu vycházejícího z trysky je přímo úměrné tomu, jak efektivně se vrstvy ukládají a chladí.

Pokud je rychlost proudění pomalejší než optimální, mohou vznikat mezery, a pokud je vysoká, můžete být svědky nadměrného množství materiálu na vrstvách, jako jsou skvrny a pupínky.

• Pokuste se najít správný průtok pro proces tisku.
• Nastavujte v malých intervalech pomocí testu průtoku a pak zjistěte, který průtok vám dává nejlepší výsledky.
• Při zvyšování průtoku vždy sledujte, zda nedochází k nadměrnému vytlačování a při snižování průtoku k nedostatečnému vytlačování.

Toto nastavení je skvělé pro boj s nedostatečnou nebo nadměrnou extruzí u 3D výtisků, která může rozhodně negativně ovlivnit přesnost rozměrů/.

Horizontální expanze v aplikaci Cura

Toto nastavení v programu Cura umožňuje upravit velikost 3D tisku v ose X/Y. Pokud máte 3D tisk s příliš velkými otvory, můžete použít kladnou hodnotu horizontálního posunu, abyste to kompenzovali.

A naopak, pro menší otvory byste měli použít zápornou hodnotu vodorovného posunu, abyste to vyrovnali.

Hlavní roli hraje toto nastavení:

• Vyrovnává změnu velikosti, ke které dochází při smršťování při ochlazování.
• Pomůže vám získat přesnou velikost a přesné rozměry vašeho 3D tiskového modelu.
• Pokud je tiskový model menší, ponechte kladnou hodnotu, a pokud je velký, zvolte menší hodnotu.