Lai gan 3D drukāšanas rezultātā tiek izgatavoti diezgan detalizēti modeļi, kas izskatās gandrīz identiski CAD attēlam, to izmēru precizitāte un pielaides nav pilnīgi identiskas. To sauc par saraušanos, kas notiek 3D izdrukās, un jūs to, iespējams, pat nepamanāt.

Es domāju par to, cik liela saraušanās notiek 3D izdrukās, un tas ir ideāls jautājums tiem, kas vēlas radīt funkcionālus objektus, kuriem nepieciešamas stingras pielaides, tāpēc es nolēmu to noskaidrot un dalīties ar jums.

Šajā rakstā mēs aplūkosim, kas ir saraušanās, par cik var sarukt jūsu 3D izdrukas, un dažas labas saraušanās kompensācijas, ko izmantot.

Kas ir saraušanās 3D drukāšanā?

3D drukāšanā saraušanās ir galīgā modeļa izmēra samazināšanās, ko izraisa temperatūras izmaiņas no izkausētā termoplastiskā materiāla uz atdzesētajiem ekstrudētā materiāla slāņiem.

Drukāšanas laikā ekstrūderis kausē drukas pavedienu, lai izveidotu 3D modeli, un šī procesa laikā materiāls izplešas. Pēc tam, kad slāņi sāk atdzist uzreiz pēc ekstrudēšanas, tas izraisa materiāla blīvuma palielināšanos, taču samazina izmēru.

Lielākā daļa cilvēku neapzināsies, ka tas notiek, kamēr viņiem nebūs izstrādāts modelis, kam nepieciešama mazliet lielāka izmēru precizitāte.

Saraušanās nav problēma, drukājot estētiskus modeļus, piemēram, mākslas darbus, vāzes un rotaļlietas. Kad mēs sākam izmantot objektus, kuriem ir stingras pielaides, piemēram, tālruņa korpusu vai stiprinājumu, kas savieno objektus kopā, saraušanās kļūst par problēmu, kas jārisina.

Tas notiek gandrīz katrā 3D drukāšanas procesā, jo notiek temperatūras svārstības. Taču ātrums, kādā tas notiek, atšķiras atkarībā no dažiem faktoriem.

Šie faktori ir izmantotais materiāls, temperatūra, drukas tehnoloģija un sveķu nospiedumu cietināšanas laiks.

No visiem šiem faktoriem, iespējams, vissvarīgākais, kas ietekmē saraušanos, ir izmantotais materiāls.

Izmantotā materiāla veids ietekmē to, cik ļoti modelis saruks.

Svarīgi faktori ir arī drukāšanas temperatūra un dzesēšanas ātrums. Ja modelis tiek drukāts augstā temperatūrā vai tiek atdzesēts pārāk ātri, var rasties saraušanās, t. i., augstāku temperatūru plastmasām ir lielāka iespēja sarauties.

Strauja nevienmērīga atdzesēšana var pat izraisīt deformēšanos, kas var sabojāt modeli vai pavisam sabojāt izdruku. Lielākā daļa no mums ir saskārušies ar šādu deformēšanos, neatkarīgi no tā, vai to izraisa caurvējš vai vienkārši ļoti auksta telpa.

Kaut kas, kas palīdzēja ar manu deformāciju, ko es nesen ieviesu, ir HAWKUNG apsildāmās gultas izolācijas paklāja izmantošana zem mana Ender 3. Tas ne tikai palīdz ar deformāciju, bet arī paātrina sildīšanas laiku un uztur vienmērīgāku gultas temperatūru.

Visbeidzot, izmantotās drukāšanas tehnoloģijas veids arī nosaka modelī konstatēto saraušanās pakāpi. Lētākas tehnoloģijas, piemēram, FDM, parasti nevar izmantot, lai izgatavotu augstas kvalitātes detaļas ar stingrām pielaidēm.

SLS un metāla strūklas izgatavošanas tehnoloģijas attaisno savu augsto cenu ar precīzu modeļu izgatavošanu.

Par laimi, ir daudz veidu, kā ņemt vērā saraušanos, kas ļauj mums bez lielām grūtībām izgatavot izmēru ziņā precīzas detaļas, taču ir jāzina pareizie paņēmieni.

Cik ļoti sarūk ABS, PLA un PETG izdrukas?

Kā jau iepriekš minējām, saraušanās ātrums ir ļoti atkarīgs no izmantotā materiāla veida. Tas atšķiras no materiāla uz materiālu. Apskatīsim trīs visplašāk izmantotos 3D drukas materiālus un to, kā tie iztur saraušanos:

PLA

PLA ir organisks, bioloģiski noārdāms materiāls, ko izmanto arī FDM printeros. Tas ir viens no populārākajiem 3D drukāšanā izmantotajiem materiāliem, jo ar to ir viegli drukāt un tas nav toksisks.

PLA cieš no maz saraušanās, dzirdes saraušanās rādītāji no 0,2%, līdz 3%, jo tas ir zemākas temperatūras termoplasts.

PLA pavedieniem nav nepieciešama augsta temperatūra, lai tos ekstrudētu, drukāšanas temperatūra ir aptuveni 190 ℃, kas ir zemāka nekā ABS.

PLA saraušanos var arī samazināt, drukājot slēgtā vidē vai vienkārši palielinot modeli, lai kompensētu saraušanos.

Tas darbojas, jo samazina šīs straujās temperatūras izmaiņas un samazina modeļa fizisko slodzi.

Es domāju, ka šie saraušanās rādītāji ir atkarīgi no zīmola un ražošanas procesa, un pat no pašas filamenta krāsas. Daži cilvēki konstatēja, ka tumšākas krāsas mēdz sarauties vairāk nekā gaišākas krāsas.

ABS

ABS ir uz naftas bāzes ražots drukas materiāls, ko izmanto FDM printeros. To plaši izmanto, jo tas ir ļoti izturīgs, karstumizturīgs un daudzpusīgs. To var atrast visdažādākajos izstrādājumos, sākot no tālruņu korpusiem līdz lego.

ABS ir patiešām augsts saraušanās koeficients, tāpēc, ja jums ir nepieciešama precīza 3D izdruka, es censtos izvairīties no tā izmantošanas. Esmu redzējis, ka cilvēki komentē saraušanās koeficientu no 0,8 % līdz pat 8 %.

Es esmu pārliecināts, ka tie ir ekstrēmi gadījumi, un jūs varētu samazināt šo rādītāju, izmantojot pareizo iestatījumu, taču tas ir labs paraugs, lai ilustrētu, cik ļoti var rasties saraušanās.

Viens no galvenajiem veidiem, kā samazināt saraušanos, ir drukāt pie pareizas sildāmās gultnes temperatūras.

Pareizi kalibrēta sildāmā pamatne palīdz nodrošināt pirmā slāņa saķeri un arī novērš to, ka apakšējais slānis atdziest pārāk ātri salīdzinājumā ar pārējo drukas daļu, lai izvairītos no deformēšanās.

Vēl viens padoms, kā samazināt saraušanos, ir drukāt slēgtā kamerā. Tādējādi 3D izdruka tiek izolēta no ārējām gaisa plūsmām, nodrošinot, ka tā netiek nevienmērīgi atdzesēta.

Slēgtā kamera nodrošina stabilu, gandrīz plastmasai tuvu temperatūru, līdz drukāšana ir pabeigta, un visas sadaļas var atdzist vienādā ātrumā.

Lielisks korpuss, ko ir izmantojuši un izmantojuši tūkstošiem cilvēku, ir Creality Ugunsdrošs un putekļdrošs korpuss no Amazon. Tas saglabā nemainīgu temperatūras vidi un ir ļoti viegli uzstādāms un jāuztur.

Turklāt tas nodrošina lielāku ugunsdrošību, samazina trokšņa emisijas un aizsargā no putekļu uzkrāšanās.

PETG

PETG ir vēl viens plaši izmantots 3D drukāšanas materiāls, pateicoties tā fenomenālajām īpašībām. Tas apvieno ABS strukturālo izturību un stingrību ar PLA drukāšanas vieglumu un netoksiskumu.

Tas padara to piemērotu izmantošanai daudzos lietojumos, kur nepieciešama augsta izturība un materiālu drošība.

PETG filamentiem ir viszemākais saraušanās koeficients - 0,8 %. 3D modeļi, kas izgatavoti, izmantojot PETG, ir salīdzinoši izmēru ziņā stabili, salīdzinot ar citiem. Tas padara tos ideāli piemērotus, lai izgatavotu funkcionālas izdrukas, kurām jāatbilst nedaudz stingrākām pielaidēm.

Lai kompensētu vai samazinātu saraušanos PETG izdrukās, modeli pirms drukāšanas var palielināt par 0,8 %.

Kā iegūt pareizo saraušanās kompensāciju 3D drukāšanā

Kā redzējām iepriekš, saraušanos var samazināt vairākos veidos. Tomēr, lai arī cik daudz tiktu darīts, saraušanos nav iespējams novērst. Tāpēc, gatavojot modeli drukāšanai, ir labi censties ņemt vērā saraušanos.

Pareiza saraušanās kompensācija palīdz ņemt vērā modeļu izmēra samazināšanos. Dažās drukas programmatūrās ir pieejami iepriekš iestatīti iestatījumi, kas to veic automātiski, taču lielākoties tas ir jādara manuāli.

Aprēķinot piemērojamo saraušanās kompensāciju, ir atkarīga no trim faktoriem - izmantotā materiāla, drukāšanas temperatūras un modeļa ģeometrijas.

Visi šie faktori kopā sniegs priekšstatu par to, cik lielā mērā druka varētu sarukt un kā to kompensēt.

Pareizas saraušanās noteikšana var būt arī iteratīvs process, kas pazīstams arī kā vienkāršs izmēģinājumu un kļūdu process. Saraušanās ātrums var pat atšķirties starp dažādiem viena veida materiāla zīmoliem.

Tāpēc lielisks veids, kā izmērīt un kvantitatīvi noteikt saraušanos, ir vispirms izdrukāt testa modeli un izmērīt saraušanos. Iegūtos datus pēc tam var izmantot, lai izveidotu matemātiski pamatotu saraušanās ātruma kompensāciju.

Lielisks veids, kā izmērīt saraušanos, ir izmantot šo saraušanās aprēķina objektu no Thingiverse. Viens lietotājs to raksturoja kā "vienu no labākajiem vispārējiem kalibrēšanas rīkiem". Daudzi citi lietotāji dalās pateicībā ar šī CAD modeļa radītāju.

Veidi ir šādi:

• Izdrukājiet testa daļu, izmantojot izvēlēto filamentu un plānotos griezēja iestatījumus.
• Veiciet mērījumus un ievadiet tos izklājlapā (mana ir koplietojama //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• Slicer iestatījumu atjaunināšana

Jūs vēlaties izmantot šo Google lapu un izveidot jaunu kopiju, ko varat rediģēt pats no jauna. Sīkāku informāciju par to atradīsiet Thingiverse lapā.

Ja vēlaties patiešām precīzu kompensāciju, faktiski varat veikt iterāciju divas reizes, taču ražotājs apgalvo, ka pietiek ar vienu iterāciju, lai iegūtu 100um (0,01 mm) pielaidi 150 mm garai detaļai.

Viens lietotājs teica, ka viņš vienkārši mērogo savus modeļus līdz 101 %, un tas viņam darbojas diezgan labi. Tas ir ļoti vienkāršs veids, kā skatīties uz lietām, bet tas var būt veiksmīgs, lai iegūtu ātrus rezultātus.

Varat izmantot arī iestatījumu, ko sauc par horizontālo paplašināšanu, kas pielāgo 3D izdruku izmēru X/Y dimensijā, lai kompensētu izmēru izmaiņas, modelim atdziestot un sarūkot.

Ja modeļus veidojat pats, varat pielāgot pielaides uz paša modeļa, un, vairāk praktizējoties, varēsiet noteikt pareizās pielaides jūsu konkrētajam dizainam.