Voor de meeste toepassingen in 3D printen hebben maatnauwkeurigheid en toleranties geen enorme betekenis in onze modellen, vooral als u 3D print voor cool uitziende modellen of decoratie.

Anderzijds, als u functionele onderdelen wilt maken die een hoge dimensionale nauwkeurigheid en precisie vereisen, dan wilt u een aantal stappen nemen om daar te komen.

SLA 3D printers hebben meestal de beste resolutie, wat zich vertaalt in betere maatnauwkeurigheid en toleranties, maar een goed afgestelde FDM printer kan het nog steeds geweldig doen. Kalibreer uw printsnelheid, temperatuur en debiet om de beste maatnauwkeurigheid te krijgen. Zorg ervoor dat uw frame en mechanische onderdelen gestabiliseerd zijn.

De rest van dit artikel gaat dieper in op het verkrijgen van de beste maatnauwkeurigheid, dus blijf lezen voor meer informatie.

Welke factoren beïnvloeden uw maatnauwkeurigheid bij 3D printen?

Voordat ik inga op de factoren die van invloed zijn op de maatnauwkeurigheid van uw 3D-geprinte onderdelen, zal ik eerst uitleggen wat maatnauwkeurigheid precies is.

Het verwijst simpelweg naar hoe goed een afgedrukt object overeenkomt met de grootte en specificaties van het oorspronkelijke bestand.

Hieronder volgt de lijst van factoren die van invloed zijn op de maatnauwkeurigheid van 3D prints.

• Machinenauwkeurigheid (resolutie)
• Drukwerk
• Objectgrootte
• Effect van de eerste laag
• Onder- of overextrusie
• Afdruk temperatuur
• Stroomsnelheden

Hoe krijgt u de beste toleranties & Dimensionale nauwkeurigheid

3D printen vereist een goede nauwkeurigheid bij het printen van gespecialiseerde onderdelen. Als u echter wilt printen met een hoge maatnauwkeurigheid, dan helpen de volgende factoren u daarbij, samen met de genoemde stappen.

Machinenauwkeurigheid (resolutie)

Het eerste waar u naar wilt kijken als u probeert uw maatnauwkeurigheid te verbeteren is de werkelijke resolutie waartoe uw 3D printer beperkt is. De resolutie komt neer op hoe hoog de kwaliteit van uw 3D afdrukken kan zijn, gemeten in microns.

Meestal ziet u XY-resolutie en laaghoogte resolutie, wat zich vertaalt naar hoe nauwkeurig elke beweging langs de X- of Y-as kan zijn.

Er is een minimum van hoeveel uw printkop kan bewegen op een berekende manier, dus hoe lager dat getal, hoe nauwkeuriger de afmetingen.

Als het op het eigenlijke 3D printen aankomt, kunnen we een kalibratietest uitvoeren waarmee u kunt nagaan hoe goed uw maatnauwkeurigheid is.

Ik zou aanraden om zelf een XYZ-kalibratiekubus van 20 mm te printen (gemaakt door iDig3Dprinting op Thingiverse) en dan de afmetingen te meten met een schuifmaat van hoge kwaliteit.

De roestvrijstalen Kynup digitale schuifmaat is een van de hoogst gewaardeerde schuifmaten op Amazon, en met reden. Ze zijn zeer nauwkeurig, tot op 0,01 mm nauwkeurig, en zeer gebruiksvriendelijk.

Nadat u uw kalibratiekubus hebt 3D-geprint en gemeten, moet u, afhankelijk van de meting, uw stappen/mm rechtstreeks in de firmware van uw printer aanpassen.

De berekeningen en aanpassingen die je nodig hebt gaan als volgt:

E = verwachte dimensie

O = waargenomen dimensie

S = huidig aantal stappen per mm

dan:

(E/O) * S = uw nieuwe aantal stappen per mm

Bij een waarde tussen 19,90 en 20,1 mm zit je goed.

All3DP beschrijft dat:

• Meer dan +/- 0,5 mm is slecht.
• Minder dan +/- 0,5 mm is gemiddeld
• Minder dan +/- 0,2 mm is goed
• Minder dan +/- 0,1 mm is fantastisch

Maak de nodige aanpassingen, en u zou dichter bij uw doel moeten zijn om de beste maatnauwkeurigheid te krijgen.

• Gebruik een 3D-printer met een hoge resolutie (lagere microns) in de XY-as en de Z-as.
• SLA 3D printers hebben meestal een betere maatnauwkeurigheid dan FDM printers.
• Voor de Z-as zijn resoluties tot 10 micron mogelijk.
• Meestal zien we 3D-printers met resoluties van 20 micron tot 100 micron.

Drukmaterialen

Afhankelijk van het materiaal waarmee u print, kan er na afkoeling krimp optreden, waardoor de maatnauwkeurigheid afneemt.

Als u van materiaal verandert en niet gewend bent aan de mate van krimp, wilt u enkele tests uitvoeren om uit te zoeken hoe u de beste maatnauwkeurigheid in uw afdrukken krijgt.

Nu kun je gaan voor:

• Voer opnieuw een kalibratie kubus test uit als u een ander materiaal gebruikt om de krimp te controleren.
• Schaal uw afdruk afhankelijk van de mate van krimp in de genoemde afdruk.

Objectgrootte

Ook de omvang van het object is van belang omdat grote objecten vaak complexe problemen opleveren, en onnauwkeurigheid soms hoogtij viert bij zulke grote objecten.

• Ga voor kleinere objecten, of verdeel je grotere object in kleinere delen.
• Door het grotere object in kleinere delen te verdelen, wordt de maatnauwkeurigheid van elk deel vergroot.

Controleer de beweging van de onderdelen

Verschillende onderdelen van de machine spelen een rol in het 3D-printproces, dus elk onderdeel moet worden gecontroleerd voordat u gaat printen.

• Controleer alle spanriemen en span ze voor de zekerheid aan.
• Zorg ervoor dat uw lineaire staven en rails allemaal recht zijn.
• Zorg er ook voor dat uw 3D printer goed onderhouden is en gebruik een beetje olie op lineaire stangen & schroeven.

Uw eerste laag verbeteren

De allereerste laag is als die eerste vraag in het examen; als die goed gaat, blijft alles goed. Op dezelfde manier kan uw eerste laag een langdurige invloed hebben op het afdrukmodel wat betreft de maatnauwkeurigheid, als er niet goed mee wordt omgegaan.

Als u de spuitmond te hoog of te laag hebt gehouden, heeft dat gevolgen voor de dikte van de lagen, wat de afdruk drastisch beïnvloedt.

Wat je moet doen samen met het beheren van de dimensionale nauwkeurigheid is:

• Zorg ervoor dat je mondstuk op een goede afstand van het bed staat om een perfecte eerste laag te krijgen.
• Ik zou zeker je eerste lagen testen en of ze goed uitkomen
• Zet uw bed goed waterpas en zorg ervoor dat het tijdens het verwarmen waterpas staat, zodat u rekening kunt houden met eventuele krommingen.
• Gebruik een glasbed voor een zeer plat oppervlak

Afdruk temperatuur

De temperatuur speelt een belangrijke rol bij het verkrijgen van de gewenste nauwkeurigheid. Als u bij een hoge temperatuur afdrukt, kan het zijn dat er meer materiaal uitkomt en dat het meer tijd kost om af te koelen.

Dit kan de maatnauwkeurigheid van uw afdrukken beïnvloeden, omdat de vorige laag die niet is afgekoeld, kan worden beïnvloed door de volgende laag.

• Voer een temperatuurtoren uit en vind uw optimale temperatuur die afdrukfouten vermindert.
• Meestal helpt een lichte verlaging van de afdruktemperatuur (ongeveer 5°C).
• U wilt de laagst mogelijke temperatuur gebruiken die niet leidt tot onderextrusie.

Dit geeft uw lagen de juiste tijd om af te koelen, en u krijgt een gladde en passende maatnauwkeurigheid.

Compenseren tijdens het ontwerpen

Nadat u de maatnauwkeurigheid van de machine hebt ingesteld, zou u op schema moeten zitten, maar in sommige gevallen kunt u afmetingen krijgen die niet zo nauwkeurig zijn als u dacht.

Wat we kunnen doen is rekening houden met de onnauwkeurigheid van bepaalde onderdelen qua ontwerp, en wijzigingen aanbrengen in die afmetingen voordat we het 3D-printen.

Dit speelt alleen een rol als u uw eigen onderdelen ontwerpt, maar u kunt leren hoe u bestaande ontwerpen kunt aanpassen met wat YouTube-tutorials of door zelf de ontwerpsoftware te leren kennen.

• Controleer de afdrukcapaciteit van uw machine en stel uw ontwerpen daarop in.
• Als uw 3D printer slechts tot een bepaalde resolutie kan printen, kunt u de grootte van belangrijke delen iets vergroten.
• Schaal de modellen van andere ontwerpers naar de tolerantiecapaciteit van uw machines.

Aanpassen debiet

De hoeveelheid filament die uit het mondstuk komt is recht evenredig met hoe effectief uw lagen worden afgezet en afgekoeld.

Als de stroomsnelheid langzamer is dan optimaal, kunnen er gaten ontstaan, en als de stroomsnelheid hoog is, kun je te veel materiaal op de lagen zien, zoals klodders en puistjes.

• Probeer het juiste debiet te vinden voor het drukproces.
• Pas in kleine intervallen aan met een stroomsnelheidstest en kijk welke stroomsnelheid de beste resultaten oplevert.
• Let altijd op overextrusie bij verhoging van het debiet en onderextrusie bij verlaging van het debiet.

Deze instelling is geweldig om onder- of over-extrusie in uw 3D prints tegen te gaan, wat uw maatnauwkeurigheid zeker negatief kan beïnvloeden.

Horizontale uitbreiding in Cura

Met deze instelling in Cura kun je de grootte van je 3D print in de X/Y as aanpassen. Als je een 3D print hebt met te grote gaten, kun je een positieve waarde toepassen op je horizontale offset om te compenseren.

Omgekeerd moet u voor kleinere gaten een negatieve waarde toepassen op uw horizontale offset ter compensatie.

De belangrijkste rol van deze instelling is:

• Het compenseert de verandering in grootte die optreedt bij het krimpen tijdens het afkoelen.
• Het helpt u om de exacte grootte en nauwkeurige afmetingen van uw 3D-afdrukmodel te krijgen.
• Als het afdrukmodel kleiner is, houd dan een positieve waarde aan, en als het groot is, ga dan voor een kleinere waarde.