แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจะสร้างแบบจำลองที่มีรายละเอียดค่อนข้างมากซึ่งดูเกือบจะเหมือนกับภาพ CAD แต่ความแม่นยำของมิติและความคลาดเคลื่อนนั้นไม่เหมือนกันอย่างสมบูรณ์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าการหดตัว ซึ่งเกิดขึ้นในงานพิมพ์ 3 มิติโดยที่คุณอาจไม่ทันสังเกต

ฉันคิดถึงการหดตัวที่เกิดขึ้นในงานพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งเป็นคำถามที่เหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการสร้างวัตถุที่ใช้งานได้ ต้องการความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจค้นหาและแบ่งปันกับพวกคุณ

ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าการหดตัวคืออะไร งานพิมพ์ 3 มิติของคุณมีแนวโน้มว่าจะหดตัวมากน้อยเพียงใด และการหดตัวที่ดีบางส่วน การชดเชยการใช้งาน

การหดตัวในการพิมพ์ 3 มิติคืออะไร

การหดตัวในการพิมพ์ 3 มิติคือการลดขนาดของโมเดลสุดท้ายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากเทอร์โมพลาสติกที่หลอมละลาย ไปยังชั้นวัสดุอัดขึ้นรูปที่ระบายความร้อน

ในระหว่างการพิมพ์ เครื่องอัดรีดจะละลายเส้นใยการพิมพ์เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติ และวัสดุจะขยายตัวในระหว่างขั้นตอนนี้ หลังจากที่ชั้นต่างๆ เริ่มเย็นลงทันทีหลังจากอัดขึ้นรูป ทำให้วัสดุมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นแต่มีขนาดลดลง

คนส่วนใหญ่จะไม่ทราบว่าสิ่งนี้กำลังเกิดขึ้นจนกว่าจะมีแบบจำลองที่ต้องใช้มากกว่านี้อีกเล็กน้อย ความแม่นยำของมิติ

การหดตัวไม่ใช่ปัญหาเมื่อพิมพ์โมเดลที่สวยงาม เช่น งานศิลปะ แจกัน และของเล่น เมื่อเราเริ่มเคลื่อนที่ไปยังวัตถุที่มีค่าความคลาดเคลื่อนต่ำเช่นเคสโทรศัพท์หรือตัวยึดที่เชื่อมต่อวัตถุเข้าด้วยกัน การหดตัวจะกลายเป็นปัญหาที่ต้องแก้ไข

สิ่งนี้เกิดขึ้นในเกือบทุกกระบวนการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เกี่ยวข้อง แต่อัตราการเกิดขึ้นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยสองสามประการ

ปัจจัยเหล่านี้คือวัสดุที่ใช้ อุณหภูมิ เทคโนโลยีการพิมพ์ และเวลาในการบ่มสำหรับการพิมพ์เรซิน

จากทั้งหมดเหล่านี้ ปัจจัยต่างๆ บางทีปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อการหดตัวคือวัสดุที่ใช้

ประเภทของวัสดุที่ใช้จะมีอิทธิพลต่อการหดตัวของโมเดล

อุณหภูมิการพิมพ์และความเร็วในการระบายความร้อนก็เช่นกัน ปัจจัยสำคัญ. การหดตัวอาจเกิดขึ้นได้หากพิมพ์โมเดลที่อุณหภูมิสูงหรือเย็นเร็วเกินไป หมายความว่าพลาสติกที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะหดตัว

การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วไม่สม่ำเสมออาจนำไปสู่การบิดงอ ซึ่งอาจทำให้โมเดลเสียหาย หรือ ทำลายการพิมพ์โดยสิ้นเชิง พวกเราส่วนใหญ่เคยประสบกับการบิดงอนี้ ไม่ว่าจะมาจากกระแสลมหรือจากห้องที่เย็นจัดก็ตาม

สิ่งที่ช่วยในการบิดงอของฉันที่ฉันเพิ่งนำมาใช้คือการใช้แผ่นฉนวนกันความร้อน HAWKUNG Heated Bed ภายใต้ Ender 3 ของฉัน ไม่ใช่ ช่วยในการบิดงอเท่านั้น ยังช่วยเร่งเวลาในการทำความร้อน และรักษาอุณหภูมิของเตียงให้สม่ำเสมอมากขึ้น

สุดท้าย ประเภทของเทคโนโลยีการพิมพ์ที่ใช้ยังกำหนดขอบเขตของการหดตัว พบได้ในรุ่น เทคโนโลยีที่ถูกกว่าเช่น FDM มักไม่สามารถใช้ทำชิ้นส่วนคุณภาพสูงที่มีเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนต่ำได้

SLS และเทคโนโลยีการพ่นโลหะทำให้ป้ายราคาสูงสมเหตุผลด้วยการผลิตแบบจำลองที่แม่นยำ

โชคดีที่มีหลายวิธี เพื่อพิจารณาการหดตัว ทำให้เราสามารถผลิตชิ้นส่วนที่ถูกต้องตามขนาดโดยไม่ต้องยุ่งยากมากนัก แม้ว่าคุณจำเป็นต้องรู้เทคนิคที่ถูกต้อง

ABS, PLA & PETG Prints Shrink?

อย่างที่เรากล่าวถึงก่อนหน้านี้ อัตราการหดตัวนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุที่ใช้เป็นอย่างมาก มันแตกต่างกันไปในแต่ละวัสดุ มาดูวัสดุการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดสามชนิดและวิธีป้องกันการหดตัว:

PLA

PLA เป็นวัสดุอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งใช้ในเครื่องพิมพ์ FDM ด้วย เป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากง่ายต่อการพิมพ์และไม่เป็นพิษ

PLA ทนทุกข์ทรมานจากการหดตัวเพียงเล็กน้อย อัตราการหดตัวของการได้ยินระหว่าง 0.2% สูงถึง 3% เนื่องจากเป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า

เส้นใย PLA ไม่ต้องการอุณหภูมิสูงในการอัดขึ้นรูป อุณหภูมิการพิมพ์อยู่ที่ประมาณ 190℃ ซึ่งน้อยกว่าของ ABS

การหดตัวใน PLA สามารถลดลงได้ด้วยการพิมพ์ในสภาพแวดล้อมที่ปิด หรือเพียงแค่ขยายขนาดโมเดลเพื่อชดเชยการหดตัว

วิธีนี้ได้ผลเพราะช่วยลดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของอุณหภูมิ และลดความเครียดทางกายภาพบนรุ่น

ฉันคิดว่าอัตราการหดตัวเหล่านี้ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและกระบวนการผลิต และแม้แต่สีของเส้นใยเอง บางคนพบว่าสีเข้มมักจะหดตัวมากกว่าสีอ่อน

ABS

ABS เป็นวัสดุการพิมพ์จากปิโตรเลียมที่ใช้ในเครื่องพิมพ์ FDM มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ทนความร้อน และใช้งานได้หลากหลาย พบได้ในทุกอย่างตั้งแต่เคสโทรศัพท์ไปจนถึงเลโก้

ABS มีอัตราการหดตัวที่สูงมาก ดังนั้นหากคุณต้องการงานพิมพ์ 3 มิติที่มีมิติแม่นยำ ฉันจะพยายามหลีกเลี่ยงการใช้มัน ฉันเคยเห็นผู้คนแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับอัตราการหดตัวที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 0.8% ไปจนถึง 8%

ฉันแน่ใจว่ากรณีเหล่านี้เป็นกรณีร้ายแรง และคุณจะสามารถลดอัตราดังกล่าวได้ด้วยการตั้งค่าที่เหมาะสม แต่เป็นการแสดงที่ดีที่จะแสดงให้เห็นว่าการหดตัวที่ไม่ดีสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไร

หนึ่งในวิธีหลักในการลดการหดตัวคือการพิมพ์ที่อุณหภูมิเตียงอุ่นที่เหมาะสม

การใช้การสอบเทียบอย่างถูกต้อง เตียงอุ่นช่วยให้การยึดเกาะของชั้นแรกและยังช่วยป้องกันไม่ให้ชั้นล่างเย็นตัวเร็วกว่าส่วนที่เหลือของงานพิมพ์เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดงอ

เคล็ดลับอีกประการในการลดการหดตัวคือการพิมพ์ในห้องปิด สิ่งนี้จะแยกงานพิมพ์ 3 มิติออกจากกระแสอากาศภายนอก เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เย็นลงอย่างสม่ำเสมอ

ห้องปิดล้อมช่วยให้งานพิมพ์คงที่ใกล้กับอุณหภูมิพลาสติกจนกว่าการพิมพ์จะเสร็จสิ้น และทุกส่วนสามารถเย็นลงได้ในอัตราที่เท่ากัน

กรงที่ยอดเยี่ยมที่ผู้คนหลายพันคนใช้และชื่นชอบคือ Creality Fireproof & ตู้กันฝุ่นจาก Amazon ช่วยให้สภาพแวดล้อมมีอุณหภูมิคงที่และติดตั้งได้ง่าย & amp; การบำรุงรักษา

ยิ่งไปกว่านั้น ยังให้ความปลอดภัยมากขึ้นในแง่ของการเกิดไฟไหม้ ลดการปล่อยเสียง และปกป้องจากการสะสมของฝุ่น

PETG

PETG เป็นวัสดุการพิมพ์ 3 มิติอีกชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติที่น่าอัศจรรย์ เป็นการรวมความแข็งแรงของโครงสร้างและความเหนียวของ ABS เข้ากับการพิมพ์ที่ง่ายและไม่เป็นพิษของ PLA

ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานหลายประเภทที่ต้องการความแข็งแรงสูงและความปลอดภัยของวัสดุ

ที่ 0.8% เส้นใย PETG มีอัตราการหดตัวต่ำที่สุด โมเดล 3 มิติที่สร้างด้วย PETG นั้นมีความเสถียรของมิติเมื่อเปรียบเทียบกับโมเดลอื่นๆ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพิมพ์ตามการใช้งานที่ต้องเป็นไปตามเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ค่อนข้างเข้มงวด

เพื่อชดเชยหรือลดการหดตัวในการพิมพ์ PETG สามารถเพิ่มขนาดโมเดลได้ 0.8% ก่อนการพิมพ์

วิธีการชดเชยการหดตัวที่เหมาะสมในการพิมพ์ 3 มิติ

ดังที่เราได้เห็นข้างต้น การหดตัวสามารถลดลงได้หลายวิธี แต่ความจริงก็คือไม่ว่าจะทำมากเพียงใดก็ไม่สามารถกำจัดการหดตัวได้ นั่นเป็นเหตุผลที่แนวปฏิบัติที่ดีในการพยายามคำนึงถึงการหดตัวเมื่อเตรียมโมเดลสำหรับการพิมพ์

การได้รับสิ่งที่ถูกต้องการชดเชยการหดตัวช่วยในการพิจารณาการลดขนาดของโมเดล ซอฟต์แวร์การพิมพ์บางตัวมาพร้อมกับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าซึ่งจะทำสิ่งนี้ให้คุณโดยอัตโนมัติ แต่ส่วนใหญ่แล้วจะต้องดำเนินการด้วยตนเอง

การคำนวณประเภทของการชดเชยการหดตัวที่จะใช้ขึ้นอยู่กับสามสิ่ง ได้แก่ วัสดุที่ใช้ อุณหภูมิการพิมพ์ และรูปทรงเรขาคณิตของโมเดล

ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้รวมกันจะทำให้ทราบว่างานพิมพ์จะหดตัวมากน้อยเพียงใดและจะชดเชยอย่างไร

รับ การหดตัวที่เหมาะสมยังสามารถเป็นกระบวนการซ้ำๆ หรือที่เรียกว่าการลองผิดลองถูกอย่างง่าย อัตราการหดตัวอาจแตกต่างกันไปตามยี่ห้อต่างๆ ของวัสดุประเภทเดียวกัน

ดังนั้น วิธีที่ดีในการวัดและหาปริมาณการหดตัวคือการพิมพ์แบบจำลองทดสอบและวัดการหดตัวก่อน คุณสามารถใช้ข้อมูลที่คุณได้รับเพื่อสร้างการชดเชยอัตราการหดตัวตามหลักคณิตศาสตร์

วิธีที่ยอดเยี่ยมในการวัดการหดตัวคือการใช้วัตถุการคำนวณการหดตัวนี้จาก Thingiverse ผู้ใช้รายหนึ่งอธิบายว่าเป็น "หนึ่งในเครื่องมือสอบเทียบทั่วไปที่ดีที่สุด" ผู้ใช้รายอื่นหลายคนแสดงความขอบคุณผู้สร้างโมเดล CAD นี้

ขั้นตอนมีดังนี้:

• พิมพ์ส่วนทดสอบโดยใช้เส้นใยที่คุณเลือก และการตั้งค่าตัวแบ่งส่วนข้อมูลที่คุณต้องการ เพื่อใช้
• วัดผลและป้อนข้อมูลลงในสเปรดชีต (ของฉันใช้ร่วมกันที่ //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• อัปเดตการตั้งค่าตัวแบ่งส่วนข้อมูล

คุณต้องการใช้ Google นั้น แผ่นงานและทำสำเนาใหม่ที่คุณสามารถแก้ไขได้เองจากสด คุณจะพบคำแนะนำในหน้า Thingiverse สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

หากคุณต้องการการชดเชยที่แม่นยำจริงๆ คุณสามารถรันการวนซ้ำได้ 2 ครั้ง แต่ผู้สร้างบอกว่าการวนซ้ำเพียงครั้งเดียวก็เพียงพอแล้ว ความคลาดเคลื่อน 100um (0.01 มม.) เมื่อเทียบกับชิ้นส่วน 150 มม.

ผู้ใช้รายหนึ่งกล่าวว่าเขาเพียงแค่ปรับขนาดโมเดลของเขาเป็น 101% และมันก็ใช้ได้ดีสำหรับเขา นี่เป็นวิธีง่ายๆ ในการดูสิ่งต่างๆ แต่สามารถประสบความสำเร็จได้ด้วยผลลัพธ์ที่รวดเร็ว

คุณยังสามารถใช้การตั้งค่าที่เรียกว่าการขยายแนวนอน ซึ่งจะปรับขนาดการพิมพ์ 3 มิติของคุณใน X/Y มิติข้อมูล เพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงขนาดเมื่อโมเดลเย็นลงและย่อขนาดลง

หากคุณสร้างโมเดลด้วยตัวเอง คุณสามารถปรับค่าความคลาดเคลื่อนของโมเดลได้ และยิ่งฝึกฝนมากขึ้น คุณจะเริ่ม สามารถคาดเดาค่าความคลาดเคลื่อนที่ถูกต้องตามการออกแบบเฉพาะของคุณ