Iako 3D ispis proizvodi prilično detaljne modele koji izgledaju gotovo identično CAD slici, dimenzijska točnost i tolerancija nisu potpuno identični. To je nešto što se zove skupljanje, što se događa u 3D ispisima koje vjerojatno niti ne primjećujete.

Razmišljao sam o tome koliko se skupljanja događa u 3D ispisima, idealno pitanje za one koji žele stvarati funkcionalne objekte koji zahtijevaju stroge tolerancije, pa sam odlučio saznati i podijeliti to s vama.

U ovom ćemo članku pokriti što je skupljanje, koliko će se vaši 3D ispisi vjerojatno skupiti i dobro skupljanje kompenzacija za korištenje.

Što je skupljanje u 3D ispisu?

Skupljanje u 3D ispisu je smanjenje veličine konačnog modela zbog promjena temperature od otopljene termoplastike , na ohlađene slojeve ekstrudiranog materijala.

Tijekom ispisa, ekstruder topi filament za ispis kako bi stvorio 3D model, a materijal se širi tijekom 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 točnost dimenzija.

Skupljanje nije problem kod ispisa estetskih modela poput umjetnina, vaza i igračaka. Kada se počnemo kretati prema objektima koji imaju uske tolerancije poput akućište za telefon ili nosač koji povezuje predmete zajedno, skupljanje će postati problem koji treba riješiti.

Javlja se u gotovo svakom procesu 3D ispisa zbog uključenih temperaturnih varijacija. No brzina kojom se to događa varira ovisno o nekoliko čimbenika.

Ti čimbenici su korišteni materijal, temperatura, tehnologija ispisa i vrijeme stvrdnjavanja za smolaste otiske.

Od svih ovih čimbenika, možda je najvažniji čimbenik koji utječe na skupljanje korišteni materijal.

Vrsta korištenog materijala utjecat će na to koliko će se model skupiti.

Temperatura ispisa i brzina hlađenja također su važni faktori. Do skupljanja može doći ako se model tiska na visokoj temperaturi ili se prebrzo hladi, što znači da je vjerojatnije da će se plastika na višoj temperaturi skupiti.

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

Nešto što mi je pomoglo kod savijanja što sam nedavno implementirao je korištenje HAWKUNG grijane izolacijske prostirke ispod mog Ender 3. Ne samo pomaže kod savijanja, također ubrzava vrijeme zagrijavanja i održavanje konzistentnije temperature sloja.

Konačno, vrsta korištene tehnologije ispisa također određuje opseg skupljanja nalazi u modelu. Jeftinije tehnologijepoput FDM-a obično se ne može koristiti za izradu visokokvalitetnih dijelova s ​​uskim tolerancijama.

SLS i tehnologije mlaznog metala opravdavaju svoju visoku cijenu proizvodnjom točnih modela.

Srećom, postoji mnogo načina kako bismo uzeli u obzir skupljanje, što nam omogućuje proizvodnju dimenzionalno točnih dijelova bez previše muke, iako morate znati prave tehnike.

Koliko koštaju ABS, PLA & PETG se skuplja?

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 ispis i kako oni podnose skupljanje:

PLA

PLA je organski, biorazgradiv materijal koji se također koristi u FDM pisačima. To je jedan od najpopularnijih materijala koji se koristi u 3D ispisu jer je jednostavan za ispis, a također nije toksičan.

PLA trpi zbog malog skupljanja, stope skupljanja za sluh između 0,2%, do 3% jer se radi o termoplastici niže temperature.

PLA filamenti ne trebaju visoke temperature da bi bili ekstrudirani, temperatura ispisa je oko 190 ℃, što je niže od temperature ABS-a.

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

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

Mislim da te stope skupljanja ovise o marki i procesu proizvodnje, pa čak i o boji same niti. Neki su ljudi otkrili da se tamnije boje skupljaju više nego svjetlije boje.

ABS

ABS je materijal za ispis na bazi nafte koji se koristi u FDM pisačima. Opsežno se koristi zbog svoje visoke čvrstoće, otpornosti na toplinu i svestranosti. Može se naći u bilo čemu, od futrola za telefone do Lego kockica.

ABS ima stvarno visoku stopu skupljanja, pa ako trebate dimenzionalno točne 3D ispise, pokušao bih ga izbjeći. Vidio sam da ljudi komentiraju stope skupljanja od 0,8%, do 8%.

Siguran sam da su to ekstremni slučajevi i da biste to mogli smanjiti s pravim postavkama , ali to je dobra predstava za ilustraciju koliko stvarno može biti loše skupljanje.

Jedan od glavnih načina za smanjenje skupljanja je ispis na pravim temperaturama zagrijanog sloja.

Korištenje ispravno kalibriranog grijani sloj pomaže pri prianjanju prvog sloja i također pomaže u sprječavanju da se donji sloj ohladi prebrže od ostatka ispisa kako bi se izbjeglo savijanje.

Još jedan savjet za smanjenje skupljanja je ispis u zatvorenoj komori. To izolira 3D ispis od strujanja vanjskog zraka čime se osigurava da se ne hladi neravnomjerno.

Zatvorena komora održava ispis na stabilnoj temperaturi blizu plastične dok se ispis ne završi, a svi se dijelovi mogu ohladitiistom brzinom.

Sjajno kućište koje su koristile tisuće ljudi i uživalo u njemu je Creality Fireproof & Kućište otporno na prašinu iz Amazona. Održava stalnu temperaturu okoline i vrlo je jednostavan za instalaciju & održavati.

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

PETG

PETG je još jedan široko korišten materijal za 3D ispis zbog svojih fenomenalnih svojstava. Kombinira strukturnu čvrstoću i žilavost ABS-a s lakoćom ispisa i netoksičnošću PLA.

To ga čini prikladnim za upotrebu u mnogim primjenama koje zahtijevaju visoku čvrstoću i sigurnost materijala

S 0,8%, PETG filamenti imaju najnižu stopu skupljanja. 3D modeli izrađeni s PETG-om relativno su dimenzionalno stabilni u usporedbi s ostalima. To ih čini idealnim za izradu funkcionalnih ispisa koji moraju biti u skladu s donekle strogim tolerancijama.

Kako bi se kompenziralo ili smanjilo skupljanje u PETG otiscima, model se prije ispisa može povećati za faktor od 0,8%.

Kako dobiti odgovarajuću kompenzaciju skupljanja u 3D ispisu

Kao što smo vidjeli gore, skupljanje se može smanjiti na nekoliko načina. No, ostaje činjenica da koliko god se radilo, skupljanje se ne može eliminirati. Zato je dobra praksa da se pokuša uzeti u obzir skupljanje kada se model priprema za ispis.

Dobijanje pravogkompenzacija skupljanja pomaže u obračunu smanjenja veličine modela. Neki softver za ispis dolazi s unaprijed postavljenim postavkama koje to automatski rade umjesto vas, ali većinu vremena to morate učiniti ručno.

Izračun vrste kompenzacije skupljanja koja se primjenjuje ovisi o tri stvari, materijalu koji se koristi , temperatura ispisa i geometrija modela.

Svi ovi čimbenici u kombinaciji dat će ideju o tome koliko se očekuje da će se ispis smanjiti i kako to nadoknaditi.

Dobijanje desno skupljanje također može biti iterativni proces, inače poznat kao jednostavno pokušaj i pogreška. Stopa skupljanja može čak varirati među različitim markama iste vrste materijala.

Dakle, odličan način za mjerenje i kvantificiranje skupljanja je prvo ispisati testni model i izmjeriti skupljanje. Podaci koje dobijete zatim se mogu koristiti za stvaranje matematički utemeljene kompenzacije stope skupljanja.

Odličan način za mjerenje skupljanja je korištenje ovog objekta za izračun skupljanja tvrtke Thingiverse. Jedan ga je korisnik opisao kao "Jedan od najboljih alata za opću kalibraciju". Mnogi drugi korisnici dijele svoje zahvale proizvođaču ovog CAD modela.

Koraci su sljedeći:

• Ispišite probni dio pomoću filamenta po izboru i željenih postavki rezača koristiti.
• Izmjerite i unesite u proračunsku tablicu (moja se dijelina //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• Ažurirajte postavke rezača

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

Ako želite stvarno točnu kompenzaciju, iteraciju zapravo možete pokrenuti dva puta, ali proizvođač kaže da je samo jedna iteracija bila dovoljna da ih dobijete unutar tolerancija od 100 um (0,01 mm) na dio od 150 mm.

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

Također možete upotrijebiti postavku koja se zove vodoravna ekspanzija koja prilagođava veličinu vaših 3D ispisa u X/Y dimenziju, kako bi se kompenzirale promjene u veličini kako se model hladi i skuplja.

Ako sami izrađujete modele, možete podesiti tolerancije na samom modelu, a uz više prakse, počet ćete biti moći pogoditi točne tolerancije prema vašem specifičnom dizajnu.