For de fleste anvendelser inden for 3D-printning har dimensionel nøjagtighed og tolerancer ikke nogen stor betydning for vores modeller, især hvis du 3D-printer for at lave flotte modeller eller dekoration.

Hvis du derimod ønsker at skabe funktionelle dele, der kræver høj dimensionel nøjagtighed og præcision, skal du tage en række skridt for at nå dertil.

SLA 3D-printere har normalt den bedste opløsning, hvilket giver bedre dimensionsnøjagtighed og tolerancer, men en velafstemt FDM-printer kan stadig gøre det godt. Kalibrer din udskrivningshastighed, temperatur og flowhastighed for at opnå den bedste dimensionsnøjagtighed. Sørg for at stabilisere din ramme og mekaniske dele.

I resten af denne artikel vil vi gå i detaljer med at få den bedste dimensionelle nøjagtighed, så læs videre for at få mere at vide.

Hvilke faktorer påvirker din dimensionelle nøjagtighed ved 3D-printning?

Før vi går videre til de faktorer, der påvirker den dimensionelle nøjagtighed af dine 3D-printede dele, vil jeg lige kaste lidt lys over, hvad dimensionel nøjagtighed egentlig er.

Det henviser simpelthen til, hvor godt et trykt objekt svarer til størrelsen og specifikationerne i den originale fil.

Nedenfor er en liste over faktorer, der har indflydelse på 3D-udskrifters dimensionelle nøjagtighed.

• Maskinens nøjagtighed (opløsning)
• Udskrivningsmateriale
• Objektets størrelse
• Virkningen af det første lag
• Under- eller overekstrudering
• Temperatur ved udskrivning
• Gennemstrømningshastigheder

Sådan får du de bedste tolerancer & dimensionel nøjagtighed

3D-print kræver et godt niveau af nøjagtighed, når du printer specialiserede dele. Hvis du ønsker at printe med høj grad af dimensionel nøjagtighed, vil følgende faktorer hjælpe dig med at nå dertil sammen med de nævnte trin.

Maskinens nøjagtighed (opløsning)

Den første ting, du skal se på, når du forsøger at forbedre din dimensionsnøjagtighed, er den faktiske opløsning, som din 3D-printer er begrænset til. Opløsningen er et udtryk for, hvor høj kvaliteten af dine 3D-udskrifter kan være, målt i mikron.

Du vil normalt se XY-opløsning og laghøjdeopløsning, hvilket svarer til, hvor præcis hver bevægelse langs X- eller Y-aksen kan være.

Der er et minimum for, hvor meget dit printhoved kan bevæge sig på en beregnet måde, så jo lavere dette tal er, jo mere præcis er den dimensionelle nøjagtighed.

Når vi nu kommer til selve 3D-printningen, kan vi køre en kalibreringstest, som du kan bruge til at finde ud af, hvor god din dimensionelle nøjagtighed er.

Jeg vil anbefale at udskrive en XYZ 20 mm kalibreringskube (lavet af iDig3Dprinting på Thingiverse) og derefter måle dimensionerne med en højkvalitetsskemakaliber.

Kynup Digital Calipers i rustfrit stål er en af de højest vurderede kalibre på Amazon, og det er der en god grund til. De er meget præcise, op til en nøjagtighed på 0,01 mm, og meget brugervenlige.

Når du har 3D-printet og målt din kalibreringskube, skal du, afhængigt af målingen, justere dine trin/mm direkte i printerens firmware.

De beregninger og justeringer, du skal bruge, er som følger:

E = forventet dimension

O = observeret dimension

S = aktuelt antal trin pr. mm

derefter:

(E/O) * S = dit nye antal trin pr. mm

Hvis du har en værdi på mellem 19,90 og 20,1 mm, er du i en meget god situation.

All3DP beskriver det:

• Større end +/- 0,5 mm er dårligt
• Mindre end +/- 0,5 mm er et gennemsnit
• Mindre end +/- 0,2 mm er godt
• Mindre end +/- 0,1 mm er fantastisk

Foretag de nødvendige justeringer, og du bør være tættere på dit mål om at opnå den bedste dimensionelle nøjagtighed.

• Brug en 3D-printer med høj opløsning (mindre mikroner) i XY- og Z-aksen
• SLA 3D-printere har normalt en bedre dimensionel nøjagtighed end FDM-printere
• Med hensyn til Z-aksen kan du få opløsninger helt ned til 10 mikron
• Vi ser normalt 3D-printere med en opløsning på 20 mikron op til 100 mikron

Udskrivningsmaterialer

Afhængigt af det materiale, du printer med, kan der forekomme krympning efter afkøling, hvilket vil mindske din dimensionsnøjagtighed.

Hvis du skifter materiale og ikke er vant til svindingsniveauet, skal du lave nogle tests for at finde ud af, hvordan du får den bedste dimensionelle nøjagtighed i dine udskrifter.

Nu kan du gå efter:

• Kør en kalibreringscube-test igen, hvis du bruger et andet materiale for at kontrollere krympningsniveauet
• Skaler dit print afhængigt af omfanget af krympning i det nævnte print.

Objektets størrelse

Ligeledes er objektets størrelse af betydning, fordi store objekter ofte skaber komplekse problemer, og unøjagtigheder er ofte udbredte i sådanne store objekter.

• Gå efter mindre genstande, eller opdel din større genstand i mindre dele.
• Ved at opdele det større objekt i mindre dele øges den dimensionelle nøjagtighed af hver enkelt del.

Kontroller komponenternes bevægelse

De forskellige dele af maskinen spiller en rolle i 3D-printprocessen, så hver enkelt del skal kontrolleres, før du går i gang med at printe.

• Kontroller alle spændingsremme, og stram dem for en sikkerheds skyld.
• Sørg for, at alle dine lineære stænger og skinner er lige.
• Du bør også sørge for, at din 3D-printer er velholdt og bruge lidt olie på lineære stænger & skruer.

Forbedre dit første lag

Det allerførste lag er som det første spørgsmål i eksamen; hvis det går godt, vil alting forblive fint. På samme måde kan dit første lag have en langvarig indvirkning på printmodellen med hensyn til dimensionel nøjagtighed, hvis det ikke håndteres korrekt.

Hvis du har holdt dysen for højt eller for lavt, vil det påvirke lagtykkelsen og dermed påvirke udskrivningen drastisk.

Det, du skal gøre sammen med at styre den dimensionelle nøjagtighed, er:

• Sørg for, at din dyse er et godt stykke væk fra sengen for at få et perfekt første lag
• Jeg ville helt sikkert afprøve dine første lag, og om de kommer godt ud
• Sengens højde skal være korrekt, og sørg for, at den er vandret, mens den er opvarmet, så du kan tage højde for eventuel skævhed.
• Brug et glasbed til en meget plan overflade

Temperatur ved udskrivning

Temperaturen spiller en vigtig rolle for at opnå den ønskede nøjagtighed. Hvis du printer ved en høj temperatur, kan du opleve, at der kommer mere materiale ud, og at det tager længere tid at køle af.

Dette kan påvirke den dimensionelle nøjagtighed af dine udskrifter, da det foregående lag, der ikke er afkølet, kan blive påvirket af det efterfølgende lag.

• Kør et temperaturtårn og find din optimale temperatur, som reducerer udskriftsfejl
• Normalt hjælper det at sænke udskriftstemperaturen en smule (ca. 5 °C).
• Du skal bruge den lavest mulige temperatur, som ikke resulterer i underekstrusion.

På den måde får lagene tid til at køle af, og du får en jævn og passende dimensionel nøjagtighed.

Kompensere, mens du designer

Når du har indstillet maskinens målnøjagtighed, burde du være på rette vej, men i nogle tilfælde kan du få dimensioner, der ikke er så nøjagtige, som du troede.

Vi kan tage højde for visse deles designmæssige unøjagtighed og foretage ændringer i disse dimensioner, inden vi 3D-printer dem.

Dette er kun relevant, hvis du designer dine egne dele, men du kan lære at foretage justeringer af eksisterende designs ved hjælp af YouTube-tutorials eller ved at bruge tid på at lære designprogrammet selv.

• Kontroller maskinens udskriftskapacitet, og indstil dine designs i overensstemmelse med den.
• Hvis din 3D-printer kun kan udskrive op til en bestemt opløsning, kan du øge størrelsen af vigtige sektioner med en lille smule
• Skaler andre designeres modeller, så de passer til dine maskiners tolerancekapacitet.

Juster flowhastigheden

Mængden af filament, der kommer ud af dysen, er direkte proportional med, hvor effektivt dine lag bliver deponeret og kølet ned.

Hvis flowhastigheden er langsommere end optimal, kan der opstå huller, og hvis den er høj, kan du opleve for meget materiale på lagene, f.eks. klatter og zits.

• Prøv at finde den rigtige flowhastighed til udskrivningsprocessen.
• Juster i små intervaller ved hjælp af en flowhastighedstest og se derefter, hvilken flowhastighed der giver dig de bedste resultater
• Hold altid øje med overekstrudering, mens du øger flowhastigheden, og underekstrudering, mens du sænker flowhastigheden.

Denne indstilling er fantastisk til at bekæmpe under- eller overekstrusion i dine 3D-udskrifter, hvilket helt sikkert kan påvirke din dimensionelle nøjagtighed negativt/

Horisontal udvidelse i Cura

Denne indstilling i Cura giver dig mulighed for at justere størrelsen af dit 3D-print i X/Y-aksen. Hvis du har et 3D-print med for store huller, kan du anvende en positiv værdi på din horisontale forskydning for at kompensere.

Omvendt skal du for mindre huller anvende en negativ værdi på din horisontale forskydning for at kompensere for dette.

Den vigtigste rolle, som denne indstilling spiller, er:

• Det kompenserer for den størrelsesændring, der sker, når produktet krymper, når det afkøles.
• Det hjælper dig med at få den nøjagtige størrelse og de præcise dimensioner af din 3D-udskrivningsmodel.
• Hvis printmodellen er mindre, skal du beholde en positiv værdi, og hvis den er stor, skal du vælge en mindre værdi.