För de flesta användningsområden inom 3D-utskrift har måttnoggrannhet och toleranser ingen stor betydelse för våra modeller, särskilt om du 3D-utskriver för att skapa häftiga modeller eller dekorationer.

Om du däremot vill skapa funktionella delar som kräver hög dimensionell noggrannhet och precision vill du ta ett antal steg för att nå dit.

SLA 3D-skrivare har vanligtvis den bästa upplösningen, vilket ger bättre måttnoggrannhet och toleranser, men en väl inställd FDM-skrivare kan fortfarande göra bra ifrån sig. Kalibrera utskriftshastighet, temperatur och flödeshastighet för att få bästa måttnoggrannhet. Se till att stabilisera din ram och dina mekaniska delar.

Resten av den här artikeln kommer att gå in på detaljer om hur du får bästa möjliga måttnoggrannhet, så fortsätt läsa för att få veta mer.

Vilka faktorer påverkar din dimensionella noggrannhet vid 3D-utskrift?

Innan vi går vidare till de faktorer som påverkar måttnoggrannheten hos dina 3D-utskrivna delar, låt mig först förklara vad måttnoggrannhet egentligen är.

Det handlar helt enkelt om hur väl ett tryckt objekt motsvarar storleken och specifikationerna i originalfilen.

Nedan finns en lista över faktorer som påverkar 3D-utskriftens måttnoggrannhet.

• Maskinens noggrannhet (upplösning)
• Utskriftsmaterial
• Objektets storlek
• Effekter av det första lagret
• För låg eller för hög extrudering
• Utskriftstemperatur
• Flödeshastigheter

Hur man får de bästa toleranserna & dimensionell noggrannhet

3D-utskrift kräver en god nivå av noggrannhet när du skriver ut specialiserade delar. Men om du vill skriva ut med hög grad av dimensionell noggrannhet kan följande faktorer hjälpa dig att nå dit, tillsammans med de nämnda stegen.

Maskinens noggrannhet (upplösning)

Det första du bör titta på när du försöker förbättra din måttnoggrannhet är den faktiska upplösningen som din 3D-skrivare är begränsad till. Upplösningen är en uppgift om hur hög kvaliteten på dina 3D-utskrifter kan vara, mätt i mikrometer.

Du ser vanligtvis XY-upplösning och lagerhöjdsupplösning, vilket innebär hur exakt varje rörelse längs X- eller Y-axeln kan vara.

Det finns ett minimum för hur mycket skrivarhuvudet kan röra sig på ett beräknat sätt, så ju lägre den siffran är, desto noggrannare är måttnoggrannheten.

När det gäller själva 3D-utskriften kan vi köra ett kalibreringstest som du kan använda för att ta reda på hur bra din måttnoggrannhet är.

Jag rekommenderar att du skriver ut en XYZ-kalibrerings kub på 20 mm (tillverkad av iDig3Dprinting på Thingiverse) och sedan mäter dimensionerna med ett par högkvalitativa skjutmått.

Kynup Digital Calipers i rostfritt stål är en av de högst rankade kalibrerna på Amazon, och det är av goda skäl. De är mycket exakta, upp till en noggrannhet på 0,01 mm, och mycket användarvänliga.

När du har 3D-skrivit ut och mätt din kalibreringskubb måste du, beroende på måttet, justera dina steg/mm direkt i skrivarens firmware.

Du behöver göra följande beräkningar och justeringar:

E = förväntad dimension

O = observerad dimension

S = aktuellt antal steg per mm

då:

(E/O) * S = ditt nya antal steg per mm.

Om du har ett värde som ligger mellan 19,90 och 20,1 mm har du ett mycket bra läge.

All3DP beskriver detta:

• Större än +/- 0,5 mm är dåligt.
• Mindre än +/- 0,5 mm är genomsnittligt
• Mindre än +/- 0,2 mm är bra
• Mindre än +/- 0,1 mm är fantastiskt.

Gör de justeringar som behövs och du bör vara närmare ditt mål att få bästa möjliga måttnoggrannhet.

• Använd en 3D-skrivare som har hög upplösning (lägre mikrometer) i XY- och Z-axeln.
• SLA 3D-skrivare har vanligtvis bättre måttnoggrannhet än FDM-skrivare.
• När det gäller Z-axeln kan du få upplösningar ända ner till 10 mikrometer.
• Vi ser vanligtvis 3D-skrivare med upplösningar på 20 mikrometer upp till 100 mikrometer.

Material för tryckning

Beroende på vilket material du skriver ut med kan det uppstå krympning efter kylning, vilket försämrar din måttnoggrannhet.

Om du byter material och inte är van vid krympningsnivåerna vill du göra några tester för att ta reda på hur du får bästa möjliga måttnoggrannhet i dina utskrifter.

Nu kan du välja:

• Kör ett kalibreringstest igen om du använder ett annat material för att kontrollera krympningsnivåerna.
• Skala utskriften beroende på hur mycket den krympt i den nämnda utskriften.

Objektets storlek

På samma sätt är objektets storlek viktig eftersom stora objekt ofta skapar komplexa problem, och felaktigheterna är ibland utbredda i sådana stora objekt.

• Välj mindre föremål eller dela upp ett större föremål i mindre delar.
• Genom att dela upp det större objektet i mindre delar ökar den dimensionella noggrannheten för varje del.

Kontrollera komponenternas rörelser

Maskinens olika delar spelar en roll i 3D-utskriftsprocessen, så varje del måste kontrolleras innan du börjar skriva ut.

• Kontrollera alla remmar och spänn dem för säkerhets skull.
• Se till att dina linjära stänger och skenor är raka.
• Du bör också se till att din 3D-skrivare är väl underhållen och använda lite olja på linjära stänger & skruvar.

Förbättra ditt första lager

Det allra första lagret är som den första frågan i tentamen; om det går bra kommer allt att gå bra. På samma sätt kan det första lagret ha en långvarig inverkan på utskriftsmodellen när det gäller måttnoggrannhet om det inte hanteras på rätt sätt.

Om munstycket är för högt eller för lågt kommer det att påverka tjockleken på lagren, vilket påverkar utskriften drastiskt.

Det du behöver göra samtidigt som du hanterar den dimensionella noggrannheten är:

• Se till att munstycket är på ett bra avstånd från bädden för att få ett perfekt första lager.
• Jag skulle definitivt testa dina första lager och se om de blir bra.
• Nivellera sängen ordentligt och se till att den är jämn när den värms upp så att du kan ta hänsyn till eventuell skevhet.
• Använd en glasbädd för en mycket plan yta

Utskriftstemperatur

Temperaturen spelar en viktig roll för att få önskad noggrannhet. Om du skriver ut vid hög temperatur kan du se att mer material kommer ut och att det tar längre tid att kyla ner.

Detta kan påverka dimensionerna på dina utskrifter, eftersom det föregående lagret som inte har svalnat kan påverkas av det efterföljande lagret.

• Kör ett temperaturtorn och hitta din optimala temperatur som minskar tryckfel.
• Vanligtvis räcker det med att sänka utskriftstemperaturen något (cirka 5 °C).
• Du vill använda en så låg temperatur som möjligt som inte leder till underextrusion.

På så sätt får lagren tid att svalna och du får en jämn och korrekt dimensionell noggrannhet.

Kompensera samtidigt som du utformar

När du har ställt in maskinens måttnoggrannhet bör du vara på rätt spår, men i vissa fall kan du få mått som inte är så exakta som du trodde.

Vad vi kan göra är att ta hänsyn till att vissa delar är felaktiga när det gäller design och göra ändringar i dessa dimensioner innan vi 3D-utskriver dem.

Detta gäller endast om du designar dina egna delar, men du kan lära dig att göra justeringar i befintliga konstruktioner med hjälp av några YouTube-tutorials eller genom att lägga tid på att lära dig designprogrammet själv.

• Kontrollera maskinens utskriftskapacitet och ställ in dina mönster i enlighet med den.
• Om din 3D-skrivare bara kan skriva ut upp till en viss upplösning kan du öka storleken på viktiga delar lite grann.
• Skala andra konstruktörers modeller så att de passar dina maskiners toleranskapacitet.

Justera flödeshastigheten

Mängden filament som kommer ut ur munstycket är direkt proportionell mot hur effektivt dina lager deponeras och kyls ner.

Om flödeshastigheten är långsammare än optimalt kan det uppstå luckor, och om den är hög kan du få se överflödigt material på lagren, som t.ex. klumpar och ziter.

• Försök att hitta rätt flödeshastighet för tryckprocessen.
• Justera i små intervaller med hjälp av ett flödestestest och se sedan vilken flödeshastighet som ger bäst resultat.
• Håll alltid ett öga på överextrusion när du ökar flödeshastigheten och underextrusion när du sänker flödet.

Den här inställningen är bra för att motverka under- eller överextrusion i dina 3D-utskrifter, vilket definitivt kan påverka din dimensionella noggrannhet negativt.

Horisontell expansion i Cura

Med den här inställningen i Cura kan du justera storleken på 3D-utskriften i X/Y-axeln. Om du har en 3D-utskrift med för stora hål kan du tillämpa ett positivt värde på den horisontella förskjutningen för att kompensera.

Omvänt, för mindre hål ska du tillämpa ett negativt värde på din horisontella offset för att kompensera.

Den viktigaste rollen som denna inställning spelar är:

• Det kompenserar för den förändring i storlek som sker när produkten krymper när den kyls ner.
• Det hjälper dig att få den exakta storleken och de exakta måtten på din 3D-utskriftsmodell.
• Om utskriftsmodellen är mindre behåller du ett positivt värde och om den är större väljer du ett mindre värde.