Pre väčšinu použití v 3D tlači nemá rozmerová presnosť a tolerancie v našich modeloch obrovský význam, najmä ak 3D tlačou vytvárate cool vyzerajúce modely alebo dekorácie.

Na druhej strane, ak chcete vytvárať funkčné diely, ktoré si vyžadujú vysokú rozmerovú presnosť a precíznosť, musíte urobiť niekoľko krokov, aby ste sa k nim dostali.

3D tlačiarne SLA majú zvyčajne najlepšie rozlíšenie, čo sa prejavuje v lepšej rozmerovej presnosti a toleranciách, ale dobre vyladená tlačiareň FDM si stále dokáže poradiť skvele. Kalibrujte rýchlosť tlače, teplotu a prietoky, aby ste dosiahli čo najlepšiu rozmerovú presnosť. Uistite sa, že ste stabilizovali rám a mechanické časti.

V ďalšej časti tohto článku sa budeme venovať podrobnejším informáciám o dosiahnutí čo najlepšej rozmerovej presnosti, preto čítajte ďalej a dozviete sa viac.

Aké faktory ovplyvňujú vašu rozmerovú presnosť pri 3D tlači?

Predtým, ako prejdeme k faktorom, ktoré ovplyvňujú rozmerovú presnosť vašich 3D tlačených dielov, dovoľte mi, aby som objasnil, čo presne je rozmerová presnosť.

Jednoducho sa vzťahuje na to, do akej miery vytlačený objekt zodpovedá veľkosti a špecifikáciám pôvodného súboru.

Nižšie je uvedený zoznam faktorov, ktoré majú vplyv na rozmerovú presnosť 3D výtlačkov.

• Presnosť stroja (rozlíšenie)
• Tlačový materiál
• Veľkosť objektu
• Vplyv prvej vrstvy
• Nedostatočné alebo nadmerné vytláčanie
• Teplota tlače
• Prietokové rýchlosti

Ako dosiahnuť najlepšie tolerancie & Rozmerová presnosť

3D tlač si pri tlači špecializovaných dielov vyžaduje dobrú úroveň presnosti. Ak však chcete tlačiť s vysokou úrovňou rozmerovej presnosti, pomôžu vám k tomu spolu s uvedenými krokmi nasledujúce faktory.

Presnosť stroja (rozlíšenie)

Prvá vec, na ktorú sa chcete pozrieť, keď sa snažíte zlepšiť presnosť rozmerov, je skutočné rozlíšenie, na ktoré je vaša 3D tlačiareň obmedzená. Rozlíšenie sa týka toho, aká vysoká môže byť kvalita vašich 3D výtlačkov, meraná v mikrónoch.

Zvyčajne sa zobrazí rozlíšenie XY a rozlíšenie výšky vrstvy, čo znamená, ako presný môže byť každý pohyb pozdĺž osi X alebo Y.

Existuje minimum, o koľko sa môže tlačová hlava vypočítaným spôsobom pohybovať, takže čím je toto číslo nižšie, tým je presnejší rozmer.

Keď príde na samotnú 3D tlač, môžeme spustiť kalibračný test, pomocou ktorého zistíte, aká je vaša rozmerová presnosť.

Odporúčam vytlačiť si kalibračnú kocku XYZ s priemerom 20 mm (vytvorenú spoločnosťou iDig3Dprinting na portáli Thingiverse) a potom zmerať rozmery pomocou kvalitných meradiel.

Digitálne kalibre Kynup z nehrdzavejúcej ocele sú jedny z najlepšie hodnotených kaliberov na Amazone, a to z dobrého dôvodu. Sú veľmi presné, s presnosťou až 0,01 mm, a používateľsky veľmi prívetivé.

Po vytlačení 3D tlačiarne a zmeraní kalibračnej kocky budete musieť v závislosti od merania upraviť kroky/mm priamo vo firmvéri tlačiarne.

Výpočty a úpravy, ktoré budete potrebovať, sú nasledovné:

E = očakávaný rozmer

O = pozorovaný rozmer

S = aktuálny počet krokov na mm

potom:

(E/O) * S = váš nový počet krokov na mm

Ak máte hodnotu medzi 19,90 a 20,1 mm, ste na tom veľmi dobre.

All3DP to opisuje:

• Viac ako +/- 0,5 mm je zlé
• Menej ako +/- 0,5 mm je priemer
• Menej ako +/- 0,2 mm je dobré
• Menej ako +/- 0,1 mm je fantastické

Vykonajte potrebné úpravy a mali by ste sa priblížiť k svojmu cieľu dosiahnuť čo najlepšiu presnosť rozmerov.

• Použite 3D tlačiareň s vysokým rozlíšením (menej mikrónov) v osi XY a Z
• 3D tlačiarne SLA majú zvyčajne lepšiu presnosť rozmerov ako tlačiarne FDM
• Pokiaľ ide o os Z, môžete získať rozlíšenie až do 10 mikrónov
• Zvyčajne sa stretávame s 3D tlačiarňami s rozlíšením od 20 mikrónov do 100 mikrónov

Tlačové materiály

V závislosti od materiálu, z ktorého tlačíte, môže po ochladení dôjsť k zmršteniu, ktoré zníži presnosť rozmerov.

Ak meníte materiály a nie ste zvyknutí na úroveň zmrštenia, potom by ste mali vykonať niekoľko testov, aby ste zistili, ako dosiahnuť čo najlepšiu rozmerovú presnosť výtlačkov.

Teraz si môžete vybrať:

• Ak používate iný materiál na kontrolu úrovne zmrštenia, znovu vykonajte test kalibračnej kocky.
• Zmenšite mierku tlače v závislosti od úrovne zmrštenia uvedenej tlače.

Veľkosť objektu

Podobne je dôležitá aj veľkosť objektu, pretože veľké objekty často vytvárajú zložité problémy a pri takýchto veľkých objektoch niekedy dochádza k nepresnostiam.

• Vyberte si menšie predmety alebo rozdeľte väčší predmet na menšie časti.
• Rozdelenie väčšieho objektu na menšie časti zvyšuje rozmerovú presnosť každej časti.

Kontrola pohybu komponentov

V procese 3D tlače zohrávajú úlohu rôzne časti stroja, preto je potrebné každú časť pred tlačou skontrolovať.

• Skontrolujte všetky napínacie remene a pre istotu ich napnite.
• Skontrolujte, či sú všetky lineárne tyče a koľajnice rovné.
• Mali by ste sa tiež uistiť, že je vaša 3D tlačiareň dobre udržiavaná, a použiť trochu oleja na lineárne tyče & skrutky.

Zlepšite svoju prvú vrstvu

Úplne prvá vrstva je ako tá prvá otázka pri skúškach; ak sa podarí, všetko zostane v poriadku. Podobne môže mať vaša prvá vrstva dlhodobý vplyv na tlačový model z hľadiska rozmerovej presnosti, ak sa s ňou nezaobchádza správne.

Ak ste dýzu nastavili príliš vysoko alebo príliš nízko, ovplyvní to hrúbku vrstiev a výrazne to ovplyvní tlač.

Spolu so správou rozmerovej presnosti je potrebné:

• Uistite sa, že je tryska v dostatočnej vzdialenosti od lôžka, aby ste získali dokonalú prvú vrstvu
• Určite by som vyskúšala prvé vrstvy a to, či vyjdú dobre
• Posteľ riadne vyrovnajte a uistite sa, že je počas vyhrievania v rovine, aby ste mohli zohľadniť prípadné deformácie.
• Na veľmi rovný povrch použite sklenené lôžko

Teplota tlače

Teplota zohráva významnú úlohu pri dosahovaní požadovanej presnosti. Ak tlačíte pri vysokej teplote, môžete byť svedkami toho, že vychádza viac materiálu a jeho chladnutie trvá dlhšie.

To môže ovplyvniť rozmerovú presnosť výtlačkov, pretože predchádzajúca vrstva, ktorá nevychladla, môže byť ovplyvnená nasledujúcou vrstvou.

• Spustite teplotnú vežu a nájdite optimálnu teplotu, ktorá znižuje nedokonalosti tlače
• Zvyčajne stačí mierne znížiť teplotu tlače (približne o 5 °C).
• Chcete používať čo najnižšiu teplotu, ktorá nespôsobí nedostatočné vytláčanie.

To vám poskytne dostatok času na vychladnutie vrstiev a dosiahnete hladký a primeraný rozmer.

Kompenzácia pri navrhovaní

Po nastavení presnosti rozmerov stroja by ste mali byť na správnej ceste, ale v niektorých prípadoch môžete získať rozmery, ktoré nie sú také presné, ako ste si mysleli.

Môžeme však zohľadniť nepresnosť niektorých častí z hľadiska dizajnu a pred 3D tlačou tieto rozmery upraviť.

To prichádza do úvahy len vtedy, ak navrhujete vlastné diely, ale môžete sa naučiť, ako upraviť existujúce návrhy pomocou niektorých výukových programov na YouTube alebo jednoducho stráviť čas učením sa návrhového softvéru.

• Skontrolujte kapacitu tlače svojho stroja a nastavte podľa nej svoje návrhy.
• Ak vaša 3D tlačiareň dokáže tlačiť len do určitého rozlíšenia, môžete veľkosť dôležitých častí trochu zväčšiť.
• Zmenšujte modely iných konštruktérov tak, aby vyhovovali tolerančnej kapacite vašich strojov.

Nastavenie prietoku

Množstvo vlákna vychádzajúceho z trysky je priamo úmerné tomu, ako efektívne sa vrstvy ukladajú a ochladzujú.

Ak je rýchlosť prúdenia pomalšia ako optimálna, môže zanechať medzery, a ak je vysoká, môžete byť svedkami nadmerného množstva materiálu na vrstvách, ako sú škvrny a fľaky.

• Pokúste sa nájsť správny prietok pre proces tlače.
• Nastavujte v malých intervaloch pomocou testu prietoku a potom zistite, ktorý prietok vám dáva najlepšie výsledky.
• Vždy dávajte pozor na nadmerné vytláčanie pri zvyšovaní prietoku a nedostatočné vytláčanie pri znižovaní prietoku.

Toto nastavenie je skvelé na boj proti nedostatočnému alebo nadmernému vytláčaniu pri 3D výtlačkoch, ktoré môže určite negatívne ovplyvniť presnosť rozmerov/

Horizontálna expanzia v systéme Cura

Toto nastavenie v programe Cura vám umožňuje upraviť veľkosť 3D tlače v osi X/Y. Ak máte 3D tlač s príliš veľkými otvormi, môžete použiť kladnú hodnotu horizontálneho posunu, aby ste to kompenzovali.

Naopak, v prípade menších otvorov by ste mali použiť zápornú hodnotu horizontálneho posunu, aby ste to kompenzovali.

Hlavnú úlohu zohráva toto nastavenie:

• Kompenzuje zmenu veľkosti, ku ktorej dochádza pri zmršťovaní počas chladnutia.
• Pomôže vám získať presnú veľkosť a presné rozmery vášho modelu na 3D tlač.
• Ak je tlačový model menší, ponechajte kladnú hodnotu, a ak je veľký, vyberte menšiu hodnotu.