Dla większości zastosowań w druku 3D, dokładność wymiarowa i tolerancja nie ma ogromnego znaczenia w naszych modelach, szczególnie jeśli drukujemy 3D dla fajnie wyglądających modeli lub dekoracji.

Z drugiej strony, jeśli szukasz do tworzenia funkcjonalnych części, które wymagają wysokiej dokładności wymiarowej i precyzji, to chcesz podjąć szereg kroków, aby się tam dostać.

Drukarki 3D SLA mają zazwyczaj najlepszą rozdzielczość, co przekłada się na lepszą dokładność wymiarową i tolerancje, ale dobrze dostrojona drukarka FDM nadal może świetnie sobie radzić. Skalibruj prędkość drukowania, temperaturę i natężenie przepływu, aby uzyskać najlepszą dokładność wymiarową. Upewnij się, że ustabilizujesz swoją ramę i części mechaniczne.

W dalszej części artykułu omówimy szczegóły dotyczące uzyskania najlepszej dokładności wymiarowej, więc czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej.

Jakie czynniki wpływają na Twoją dokładność wymiarową w druku 3D?

Zanim przejdę do czynników, które wpływają na dokładność wymiarową Twoich części drukowanych w 3D, pozwól, że rzucę trochę światła na to, czym dokładnie jest dokładność wymiarowa.

Odnosi się po prostu do tego, jak dobrze wydrukowany obiekt pasuje do rozmiaru i specyfikacji oryginalnego pliku.

Poniżej przedstawiamy listę czynników, które mają wpływ na dokładność wymiarową wydruków 3D.

• Dokładność maszyny (rozdzielczość)
• Materiał drukarski
• Rozmiar obiektu
• Wpływ pierwszej warstwy
• Zbyt małe lub zbyt duże wytłoczenie
• Temperatura drukowania
• Wartości przepływu

Jak uzyskać najlepsze tolerancje & Dokładność wymiarowa

Druk 3D wymaga dobrego poziomu dokładności podczas drukowania specjalistycznych części. Jeśli jednak chcesz drukować z dokładnością wymiarową na wysokim poziomie, poniższe czynniki pomogą Ci w osiągnięciu tego celu, wraz z wymienionymi krokami.

Dokładność maszyny (rozdzielczość)

Pierwszą rzeczą, na którą chcesz zwrócić uwagę, gdy próbujesz poprawić swoją dokładność wymiarową, jest rzeczywista rozdzielczość, do której ogranicza się Twoja drukarka 3D. Rozdzielczość sprowadza się do tego, jak wysoka może być jakość Twoich wydruków 3D, mierzona w mikronach.

Zazwyczaj zobaczysz rozdzielczość XY i rozdzielczość wysokości warstwy, co przekłada się na to, jak precyzyjny może być każdy ruch wzdłuż osi X lub Y.

Istnieje minimum tego, jak bardzo głowica drukująca może się poruszać w sposób obliczeniowy, więc im niższa ta liczba, tym większa dokładność wymiarowa.

Teraz, gdy przychodzi czas na rzeczywisty druk 3D, możemy przeprowadzić test kalibracji, który możesz wykorzystać, aby dowiedzieć się, jak dobra jest Twoja dokładność wymiarowa.

Polecam wydrukowanie sobie kostki kalibracyjnej XYZ 20mm (zrobionej przez iDig3Dprinting na Thingiverse), a następnie zmierzenie wymiarów za pomocą wysokiej jakości suwmiarki.

Wykonana ze stali nierdzewnej Kynup Digital Calipers jest jedną z najwyżej ocenianych suwmiarek na Amazonie, i nie bez powodu. Są bardzo dokładne, do dokładności 0,01 mm i bardzo przyjazne dla użytkownika.

Po wydrukowaniu 3D i zmierzeniu kostki kalibracyjnej, w zależności od pomiaru, będziesz musiał dostosować swoje kroki/mm bezpośrednio w firmware drukarki.

Obliczenia i dostosowania, których będziesz potrzebował, idą następująco:

E = oczekiwany wymiar

O = wymiar obserwowany

S = aktualna liczba kroków na mm

wtedy:

(E/O) * S = Twoja nowa liczba kroków na mm

Jeśli masz wartość, która jest gdziekolwiek pomiędzy 19,90 - 20,1 mm, to jesteś w bardzo dobrej przestrzeni.

All3DP opisuje, że:

• Większa niż +/- 0,5 mm jest zła
• Średnio mniej niż +/- 0,5 mm
• Mniej niż +/- 0,2 mm jest dobre
• Mniej niż +/- 0,1 mm jest fantastyczne

Dokonaj niezbędnych korekt, a powinieneś być bliżej celu, jakim jest uzyskanie najlepszej dokładności wymiarowej.

• Użyj drukarki 3D, która ma wysoką rozdzielczość (niższe mikrony) w osi XY i osi Z
• Drukarki 3D SLA mają zazwyczaj lepszą dokładność wymiarową niż drukarki FDM
• Jeśli chodzi o oś Z, można uzyskać rozdzielczości aż do 10 mikronów.
• Zazwyczaj spotykamy drukarki 3D o rozdzielczości od 20 mikronów do 100 mikronów

Materiały poligraficzne

W zależności od materiału, z którego drukujesz, po schłodzeniu może wystąpić skurcz, który zmniejszy dokładność wymiarową.

Jeśli zmieniasz materiały i nie jesteś przyzwyczajony do poziomów skurczu, to chcesz przeprowadzić kilka testów, aby dowiedzieć się, jak uzyskać najlepszą dokładność wymiarową w swoich wydrukach.

Teraz można pójść na:

• Wykonaj ponownie test kostki kalibracyjnej, jeśli używasz innego materiału, aby sprawdzić poziom skurczu.
• Skaluj swoją odbitkę w zależności od poziomu skurczu we wspomnianej odbitce.

Rozmiar obiektu

Podobnie rozmiar obiektu jest znaczący, ponieważ duże obiekty często tworzą złożone problemy, a niedokładność szaleje czasami w tak dużych obiektach.

• Idź po mniejsze przedmioty, lub podziel swój większy przedmiot na mniejsze części.
• Rozdzielenie większego obiektu na mniejsze części zwiększa dokładność wymiarową każdej części.

Kontrola ruchu elementów

Różne części maszyny odgrywają rolę w procesie druku 3D, więc każda część wymaga sprawdzenia, zanim przejdziesz do drukowania.

• Sprawdź wszystkie paski napinające i dokręć je tylko dla pewności.
• Upewnij się, że twoje pręty liniowe i szyny są proste.
• Należy również upewnić się, że drukarka 3D jest dobrze utrzymana i użyć trochę oleju na prętach liniowych & śrub.

Ulepsz swoją pierwszą warstwę

Pierwsza warstwa jest jak pierwsze pytanie na egzaminie; jeśli pójdzie dobrze, wszystko pozostanie w porządku. Podobnie pierwsza warstwa może mieć długotrwały wpływ na model wydruku pod względem dokładności wymiarowej, jeśli nie zostanie odpowiednio potraktowana.

Jeśli trzymasz dyszę zbyt wysoko lub zbyt nisko, będzie to miało wpływ na grubość warstw, wpływając drastycznie na wydruk.

Co trzeba zrobić wraz z zarządzaniem dokładnością wymiarową to:

• Upewnij się, że dysza jest w odpowiedniej odległości od łóżka, aby uzyskać doskonałą pierwszą warstwę.
• Zdecydowanie przetestowałabym pierwsze warstwy i czy wyjdą dobrze
• Wypoziomuj swoje łóżko prawidłowo i upewnij się, że jest ono równe podczas podgrzewania, abyś mógł uwzględnić wszelkie wypaczenia.
• Użyj łóżka szklanego, aby uzyskać bardzo płaską powierzchnię

Temperatura drukowania

Temperatura odgrywa znaczącą rolę w uzyskaniu pożądanej dokładności. Jeśli drukujesz w wysokiej temperaturze, możesz zaobserwować, że wychodzi więcej materiału, a jego schłodzenie zajmuje więcej czasu.

Może to wpłynąć na dokładność wymiarową Twoich wydruków, ponieważ poprzednia warstwa, która nie ostygła, może zostać naruszona przez następną.

• Uruchom wieżę temperatur i znajdź swoją optymalną temperaturę, która redukuje niedoskonałości druku
• Zazwyczaj nieznaczne obniżenie temperatury druku (około 5°C) załatwia sprawę.
• Chcesz używać najniższej możliwej temperatury, która nie spowoduje niedostatecznego wyciskania.

Da to odpowiedni czas na ostygnięcie warstw, a Ty uzyskasz gładkość i odpowiednią dokładność wymiarową.

Kompensacja podczas projektowania

Po ustawieniu dokładności wymiarowej maszyny, powinieneś być na dobrej drodze, ale w niektórych przypadkach możesz uzyskać wymiary, które nie są tak dokładne, jak myślałeś.

To co możemy zrobić, to wziąć pod uwagę niedokładność niektórych części pod względem konstrukcyjnym i wprowadzić zmiany w tych wymiarach przed wydrukiem 3D.

To tylko wchodzi w grę, jeśli projektujesz swoje własne części, ale możesz nauczyć się, jak dokonać korekty istniejących projektów z niektórych tutoriali YouTube lub po prostu spędzić czas ucząc się oprogramowania do projektowania siebie.

• Sprawdź możliwości druku swojej maszyny i ustaw według nich swoje projekty.
• Jeśli Twoja drukarka 3D może drukować tylko do pewnej rozdzielczości, możesz zwiększyć rozmiar ważnych sekcji o trochę
• Skaluj modele innych projektantów, aby dopasować je do możliwości tolerancji Twoich maszyn.

Regulacja przepływu

Ilość filamentu wychodzącego z dyszy jest wprost proporcjonalna do tego, jak skutecznie osadzają się i stygną Twoje warstwy.

Jeśli prędkość przepływu jest wolniejsza niż optymalna, może pozostawić szczeliny, a jeśli jest wysoka, możesz być świadkiem nadmiaru materiału na warstwach, takich jak kleksy i zity.

• Spróbuj znaleźć odpowiednie natężenie przepływu dla procesu drukowania.
• Reguluj w małych odstępach czasu za pomocą testu przepływu, a następnie sprawdź, które natężenie przepływu daje najlepsze wyniki.
• Zawsze należy zwracać uwagę na nadmierne wyciskanie podczas zwiększania przepływu i niedostateczne wyciskanie podczas zmniejszania przepływu.

To ustawienie jest świetne do walki z niedostateczną lub nadmierną ekstruzją w Twoich wydrukach 3D, która może zdecydowanie negatywnie wpłynąć na dokładność wymiarową/.

Rozszerzenie poziome w Cura

To ustawienie w Cura pozwala na dostosowanie rozmiaru wydruku 3D w osi X/Y. Jeśli masz wydruk 3D z otworami, które są zbyt duże, możesz zastosować dodatnią wartość do przesunięcia poziomego, aby to skompensować.

I odwrotnie, dla mniejszych otworów należy zastosować ujemną wartość do przesunięcia poziomego, aby to skompensować.

Główną rolę odgrywa to ustawienie:

• Kompensuje zmianę rozmiaru, która następuje podczas kurczenia się w miarę stygnięcia.
• Pomaga uzyskać dokładny rozmiar i dokładne wymiary modelu do druku 3D.
• Jeśli model druku jest mniejszy niż zachować wartość dodatnią, a jeśli jest duży, przejdź do mniejszej wartości.