Для большинства применений в 3D-печати точность размеров и допуски не имеют большого значения в наших моделях, особенно если вы печатаете 3D для круто выглядящих моделей или декора.

С другой стороны, если вы хотите создать функциональные детали, требующие высокой точности размеров и точности, то вам необходимо предпринять ряд шагов для достижения этой цели.

3D-принтеры SLA обычно имеют лучшее разрешение, что обеспечивает лучшую точность размеров и допуски, но хорошо настроенный FDM-принтер все равно может работать отлично. Откалибруйте скорость печати, температуру и скорость потока, чтобы получить наилучшую точность размеров. Убедитесь, что каркас и механические детали стабилизированы.

Остальная часть этой статьи будет посвящена более подробному описанию получения наилучшей точности размеров, поэтому продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Какие факторы влияют на точность размеров при 3D-печати?

Прежде чем перейти к факторам, которые влияют на точность размеров ваших 3D-печатных деталей, позвольте мне немного пролить свет на то, что такое точность размеров.

Это просто означает, насколько хорошо напечатанный объект соответствует размерам и спецификациям исходного файла.

Ниже приведен список факторов, влияющих на размерную точность 3D-печати.

• Точность машины (разрешение)
• Материал для печати
• Размер объекта
• Влияние первого слоя
• Недостаточная или избыточная экструзия
• Температура печати
• Скорости потока

Как получить наилучшие допуски и точность размеров

3D-печать требует хорошего уровня точности при печати специализированных деталей. Однако, если вы хотите печатать с высокой точностью размеров, следующие факторы помогут вам достичь этого, наряду с упомянутыми шагами.

Точность (разрешение) станка

Первое, на что следует обратить внимание, когда вы пытаетесь улучшить точность размеров, это фактическое разрешение, которым ограничен ваш 3D-принтер. Разрешение сводится к тому, насколько высоким может быть качество ваших 3D-отпечатков, измеряемое в микронах.

Обычно указывается разрешение по XY и разрешение по высоте слоя, что означает, насколько точным может быть каждое движение по оси X или Y.

Существует минимальное значение того, на сколько может перемещаться печатающая головка, поэтому чем меньше это число, тем выше точность размеров.

Теперь, когда дело доходит до собственно 3D-печати, мы можем провести калибровочный тест, с помощью которого вы можете определить, насколько хороша ваша точность размеров.

Я бы рекомендовал распечатать себе калибровочный кубик XYZ 20 мм (сделано iDig3Dprinting на Thingiverse), а затем измерить размеры с помощью пары высококачественных штангенциркулей.

Цифровые штангенциркули Kynup из нержавеющей стали - одни из самых рейтинговых штангенциркулей на Amazon, и не зря. Они очень точные, с точностью до 0,01 мм, и очень удобные в использовании.

После 3D-печати и измерения калибровочного кубика, в зависимости от измерения, вам нужно будет настроить шаги/мм непосредственно в прошивке принтера.

Расчеты и корректировки, которые вам понадобятся, выглядят следующим образом:

E = ожидаемое измерение

O = наблюдаемое измерение

S = текущее количество шагов на мм

тогда:

(E/O) * S = ваше новое количество шагов на мм

Если у вас есть значение между 19,90 и 20,1 мм, то вы находитесь в очень хорошем месте.

All3DP описывает это:

• Больше +/- 0,5 мм - плохо
• В среднем менее +/- 0,5 мм
• Менее +/- 0,2 мм - хорошо
• Менее +/- 0,1 мм - это фантастика

Внесите необходимые корректировки, и вы приблизитесь к своей цели - достижению максимальной точности размеров.

• Используйте 3D-принтер, который имеет высокое разрешение (менее микрона) по оси XY и по оси Z
• 3D-принтеры SLA обычно имеют более высокую точность размеров, чем принтеры FDM
• По оси Z можно получить разрешение вплоть до 10 микрон.
• Обычно мы видим 3D-принтеры с разрешением от 20 микрон до 100 микрон.

Полиграфические материалы

В зависимости от материала, из которого вы печатаете, после охлаждения может произойти усадка, что снизит точность размеров.

Если вы меняете материалы и не привыкли к уровню усадки, то вам нужно провести несколько тестов, чтобы выяснить, как добиться максимальной точности размеров отпечатков.

Теперь вы можете пойти на это:

• Проведите повторное испытание калибровочного кубика, если вы используете другой материал, чтобы проверить уровень усадки.
• Масштабируйте отпечаток в зависимости от степени усадки упомянутого отпечатка.

Размер объекта

Аналогичным образом, размер объекта имеет значение, потому что большие объекты часто создают сложные проблемы, а неточности в таких больших объектах иногда просто свирепствуют.

• Возьмите более мелкие предметы или разделите большой предмет на более мелкие части.
• Разделение большого объекта на более мелкие части повышает точность размеров каждой части.

Проверьте движение компонентов

Различные части машины играют определенную роль в процессе 3D-печати, поэтому перед началом печати необходимо проверить каждую деталь.

• Проверьте все натяжные ремни и затяните их на всякий случай.
• Убедитесь, что ваши линейные стержни и направляющие все прямые.
• Вы также должны убедиться, что ваш 3D-принтер хорошо обслуживается, и использовать немного масла на линейных стержнях и винтах.

Улучшите свой первый слой

Самый первый слой - это как первый вопрос на экзамене: если он пройдет хорошо, все останется в порядке. Точно так же ваш первый слой может оказать длительное влияние на печатную модель с точки зрения точности размеров, если с ним не обращаться должным образом.

Если вы держали сопло слишком высоко или слишком низко, это повлияет на толщину слоев, что резко скажется на печати.

Наряду с управлением точностью размеров вам необходимо сделать следующее:

• Убедитесь, что сопло находится на значительном расстоянии от кровати, чтобы получить идеальный первый слой.
• Я бы обязательно проверил, как вы делаете первые слои и хорошо ли они выходят.
• Выровняйте кровать по уровню и убедитесь, что она стоит ровно во время нагрева, чтобы можно было учесть возможные перекосы
• Для получения очень ровной поверхности используйте стеклянную подставку

Температура печати

Температура играет важную роль в достижении желаемой точности. Если вы печатаете при высокой температуре, вы можете наблюдать, что материала выходит больше, и ему требуется больше времени для охлаждения.

Это может повлиять на точность размеров отпечатков, поскольку предыдущий слой, который не охладился, может быть затронут следующим слоем.

• Запустите температурную башню и найдите оптимальную температуру, которая уменьшает дефекты печати
• Обычно небольшое снижение температуры печати (примерно на 5°C) помогает.
• Вы хотите использовать максимально низкую температуру, которая не приведет к недоэкструзии.

Это даст необходимое время для охлаждения слоев, и вы получите гладкую и соответствующую размерной точности поверхность.

Компенсировать при проектировании

После того, как вы установили точность размеров на станке, вы должны быть на верном пути, но в некоторых случаях вы можете получить размеры, которые не настолько точны, как вы думали.

Что мы можем сделать, так это учесть неточность конструкции некоторых деталей и внести изменения в эти размеры перед 3D-печатью.

Это актуально только в том случае, если вы разрабатываете собственные детали, но вы можете научиться вносить изменения в существующие конструкции с помощью обучающих уроков на YouTube или просто потратив время на самостоятельное изучение программного обеспечения для проектирования.

• Проверьте печатные возможности вашей машины и установите рисунки в соответствии с ними.
• Если ваш 3D-принтер может печатать только до определенного разрешения, вы можете немного увеличить размер важных участков
• Масштабируйте модели других конструкторов, чтобы они соответствовали допускам ваших станков.

Отрегулируйте скорость потока

Количество нити, выходящей из сопла, прямо пропорционально тому, насколько эффективно происходит укладка и охлаждение слоев.

Если скорость потока медленнее оптимальной, он может оставить пробелы, а если она высокая, вы можете наблюдать избыток материала на слоях, например, в виде пятен и прыщей.

• Постарайтесь найти подходящую скорость потока для процесса печати.
• Регулируйте расход небольшими интервалами, используя тест скорости потока, а затем посмотрите, какая скорость потока дает наилучшие результаты.
• Всегда следите за чрезмерной экструзией при увеличении скорости потока и недостаточной экструзией при уменьшении скорости потока.

Эта настройка отлично подходит для борьбы с недостаточной или избыточной экструзией в ваших 3D отпечатках, которая может негативно повлиять на точность размеров.

Горизонтальное расширение в Cura

Этот параметр в Cura позволяет регулировать размер 3D-печати по оси X/Y. Если 3D-печать имеет слишком большие отверстия, вы можете применить положительное значение к горизонтальному смещению для компенсации.

И наоборот, для отверстий меньшего размера следует применить отрицательное значение к горизонтальному смещению для компенсации.

Основную роль играет эта установка:

• Он компенсирует изменение размера, которое происходит при усадке при охлаждении.
• Это поможет вам получить точный размер и точные размеры вашей модели для 3D-печати.
• Если печатная модель меньше, сохраняйте положительное значение, а если она большая, выбирайте меньшее значение.