Selv om 3D-utskrift produserer ganske detaljerte modeller som ser nesten identiske ut med CAD-bildet, er ikke dimensjonsnøyaktigheten og toleransen helt identiske. Dette er noe som kalles krymping, som skjer i 3D-utskrifter som du sannsynligvis ikke engang legger merke til.

Jeg tenkte på hvor mye krymping som skjer i 3D-utskrifter, et ideelt spørsmål for de som ønsker å lage funksjonelle objekter som krever stramme toleranser, så jeg bestemte meg for å finne ut av det og dele det med dere.

I denne artikkelen skal vi dekke hva krymping er, hvor mye 3D-utskriftene dine sannsynligvis vil krympe med, og noe god krymping kompensasjon for bruk.

Hva er krymping i 3D-utskrift?

Svinn i 3D-utskrift er reduksjonen i størrelsen på den endelige modellen på grunn av temperaturendringer fra den smeltede termoplasten , til de avkjølte ekstruderte materiallagene.

Under utskrift smelter ekstruderen utskriftsfilamentet for å lage 3D-modellen, og materialet utvides under denne prosessen. Etter at lagene begynner å avkjøles rett etter å ha blitt ekstrudert, fører det til at materialet øker i tetthet, men likevel reduseres i størrelse.

De fleste vil ikke innse at dette skjer før de har en modell som krever litt mer dimensjonsnøyaktighet.

Krymping er ikke et problem ved utskrift av estetiske modeller som kunstverk, vaser og leker. Når vi begynner å bevege oss til objekter som har stramme toleranser som entelefondeksel eller et feste som kobler gjenstander sammen, vil krymping bli et problem å løse.

Det forekommer i nesten hver 3D-utskriftsprosess på grunn av temperaturvariasjonene som er involvert. Men hastigheten det oppstår med varierer avhengig av noen få faktorer.

Disse faktorene er materialet som brukes, temperatur, trykkteknologi og herdetid for harpikstrykk.

Av alle disse faktorer, kanskje den viktigste faktoren som påvirker krymping er materialet som brukes.

Typen materiale som brukes vil ha innflytelse på hvor mye modellen vil krympe.

Utskriftstemperaturen og kjølehastighetene er også viktige faktorer. Krymping kan oppstå hvis modellen skrives ut ved høy temperatur eller avkjøles for raskt, noe som betyr at plast med høyere temperatur er mer sannsynlig å krympe.

Rask ujevn avkjøling kan til og med føre til vridning, noe som kan skade modellen, eller ødelegge trykket helt. De fleste av oss har opplevd denne vridningen, enten den kommer fra trekk eller bare et veldig kaldt rom.

Noe som hjalp med vridningen min som jeg nylig implementerte, er å bruke en HAWKUNG Heated Bed Isolasjonsmatte under min Ender 3. Ikke det hjelper bare med vridning, det øker også oppvarmingstiden og holder en mer konsistent sengetemperatur.

Til slutt bestemmer typen utskriftsteknologi som brukes også graden av krymping funnet i modellen. Billigere teknologiersom FDM vanligvis ikke kan brukes til å lage deler av høy kvalitet med stramme toleranser.

SLS og metallstråleteknologier rettferdiggjør sin høye prislapp ved å produsere nøyaktige modeller.

Heldigvis er det mange måter for å ta høyde for krymping, slik at vi kan produsere dimensjonsnøyaktige deler uten for mye problemer, selv om du trenger å kjenne til de riktige teknikkene.

How Much Do ABS, PLA & PETG-utskrifter krympe?

Som vi nevnte tidligere, avhenger krympingshastigheten sterkt av typen materiale som brukes. Det varierer fra materiale til materiale. La oss ta en titt på tre av de mest brukte 3D-utskriftsmaterialene og hvordan de holder seg mot krymping:

PLA

PLA er et organisk, biologisk nedbrytbart materiale som også brukes i FDM-skrivere. Det er et av de mest populære materialene som brukes i 3D-printing fordi det er enkelt å skrive ut med og dessuten ikke giftig.

PLA lider av lite krymping, hørselssvinn på mellom 0,2 %, opp til 3 % siden det er en termoplast med lavere temperatur.

PLA-filamenter trenger ikke høye temperaturer for å ekstruderes, utskriftstemperaturen er rundt 190 ℃, som er mindre enn for ABS.

Svinn i PLA kan også reduseres ved å skrive ut i et lukket miljø eller ganske enkelt skalere opp modellen for å kompensere for krymping.

Dette fungerer fordi det reduserer de raske endringene i temperaturen, og reduserer den fysiske belastningen påmodell.

Jeg tror disse krympehastighetene avhenger av merkevaren og produksjonsprosessen, og til og med fargen på selve filamentet. Noen mennesker fant ut at mørkere farger har en tendens til å krympe mer enn lysere farger.

ABS

ABS er et petroleumsbasert utskriftsmateriale som brukes i FDM-skrivere. Den brukes mye på grunn av sin høye styrke, varmebestandighet og allsidighet. Den finnes i alt fra telefondeksler til Legos.

ABS har en veldig høy krympehastighet, så hvis du trenger dimensjonsnøyaktige 3D-utskrifter, vil jeg prøve å unngå å bruke det. Jeg har sett folk kommentere at krympingsrater er alt fra 0,8 %, opptil 8 %.

Jeg er sikker på at dette er ekstreme tilfeller, og du vil kunne redusere det med riktig oppsett , men det er et godt show for å illustrere hvor dårlig krymping virkelig kan bli.

En av de viktigste måtene å redusere krympingen på er å skrive ut ved de riktige oppvarmede sengtemperaturene.

Ved å bruke en riktig kalibrert oppvarmet seng hjelper med førstelags vedheft og bidrar også til å forhindre at bunnlaget avkjøles for mye raskere enn resten av trykket for å unngå vridning.

Et annet tips for å redusere krymping er å trykke i et lukket kammer. Dette isolerer 3D-utskriften fra utvendige luftstrømmer og sikrer at den ikke avkjøles ujevnt.

Det lukkede kammeret holder utskriften på en jevn nesten plasttemperatur til utskriften er fullført, og alle seksjoner kan avkjølesi samme takt.

Et flott kabinett som tusenvis av mennesker har brukt og hatt glede av er Creality Fireproof & Støvtett kabinett fra Amazon. Den holder et konstant temperaturmiljø og er veldig enkelt å installere & opprettholde.

I tillegg gir det mer sikkerhet når det gjelder brann, reduserer lydutslipp og beskytter mot støvoppbygging.

PETG

PETG er et annet mye brukt 3D-utskriftsmateriale på grunn av dets fenomenale egenskaper. Den kombinerer den strukturelle styrken og seigheten til ABS med den enkle utskriften og ingen toksisitet til PLA.

Dette gjør den egnet for bruk i mange applikasjoner som krever høy styrke og materialsikkerhet

Med 0,8 % har PETG-filamenter den laveste krympingshastigheten. 3D-modeller laget med PETG er relativt dimensjonsstabile sammenlignet med andre. Dette gjør dem ideelle for å lage funksjonelle utskrifter som må overholde noe strenge toleranser.

For å kompensere eller redusere krymping i PETG-trykk, kan modellen skaleres opp med en faktor på 0,8 % før utskrift.

Hvordan får du riktig krympekompensasjon i 3D-utskrift

Som vi har sett ovenfor, kan krymping reduseres på flere måter. Men faktum gjenstår at uansett hvor mye som gjøres, kan krymping ikke elimineres. Det er derfor det er god praksis å prøve å ta hensyn til krympingen når du klargjør modellen for utskrift.

Få rettkrympekompensasjon hjelper til med å ta hensyn til reduksjonen i størrelsen på modellene. Noen utskriftsprogramvare leveres med forhåndsinnstillinger som automatisk gjør dette for deg, men som oftest må det gjøres manuelt.

Å beregne hva slags krympekompensasjon som skal brukes, avhenger av tre ting, materialet som brukes , utskriftstemperaturen og modellens geometri.

Alle disse faktorene til sammen vil gi en ide om hvor mye utskriften forventes å krympe og hvordan du kan kompensere for det.

Få rett krymping kan også være en iterativ prosess, ellers kjent som enkel prøving og feiling. Krympingshastigheten kan til og med variere på tvers av forskjellige merker av samme type materiale.

Så en fin måte å måle og kvantifisere krymping på er å først skrive ut en testmodell og måle krympingen. Dataene du får kan deretter brukes til å lage en matematisk god kompensasjon for krympehastighet.

En fin måte å måle svinn på er å bruke dette krympeberegningsobjektet fra Thingiverse. En bruker beskrev det som "Et av de beste generelle kalibreringsverktøyene som finnes". Mange andre brukere deler sin takk med produsenten av denne CAD-modellen.

Trinnene er som følger:

• Skriv ut testdelen ved å bruke filamentet du ønsker, og slicerinnstillingene du ønsker å bruke.
• Mål og skriv inn i regnearket (mitt er deltpå //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• Oppdater slicer-innstillingene

Du vil bruke den Google Ark og lag en ny kopi som du kan redigere selv fra fersk. Du finner instruksjonene på Thingiverse-siden for flere detaljer.

Hvis du vil ha en virkelig nøyaktig kompensasjon, kan du faktisk kjøre iterasjonen to ganger, men produsenten sier at bare én iterasjon var nok til å få dem innenfor en 100um (0,01 mm) toleranse over en 150 mm del.

En bruker sa at han ganske enkelt skalerer modellene sine til 101 %, og det fungerer ganske bra for ham. Dette er en veldig enkel måte å se ting på, men den kan være vellykket for raske resultater.

Du kan også bruke en innstilling kalt horisontal utvidelse som justerer størrelsen på 3D-utskriftene dine i X/Y dimensjon, for å kompensere for endringer i størrelse når modellen avkjøles og krymper.

Hvis du lager modellene selv, kan du justere toleransene på selve modellen, og med mer øvelse begynner du å bli i stand til å gjette de riktige toleransene i henhold til ditt spesifikke design.