Насколько точны размеры деталей, напечатанных на 3D-принтере?

Насколько точна 3D-печать? Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов, таких как тип технологии 3D-печати. , качество модели 3D-принтера, материал для 3D-печати , сложность и практичность дизайна и определяемые пользователем параметры печати .

Поскольку 3D-принтеры зависят от множества движущихся частей и материалов, процесс никогда не будет производить детали со 100% точностью. (И не будет любого производственный процесс.) Однако пользователи аддитивного производства могут принять меры для повышения точности процесса печати и, в конечном счете, создавать более качественные 3D-печатные детали.

В этой статье будет рассмотрена размерная точность 3D-печатных деталей в целом, разница в точности между технологиями и то, как пользователи могут сделать свои детали более точными.

Что такое размерная точность?

Многих интересует размерная точность 3D-печати, но термин «точность» часто путают с другими важными понятиями, такими как разрешение, точность и допуск.

Короче говоря, деталь с точными размерами — это та, которая соответствует размеру и форме оригинального проекта. Таким образом, точность является мерой близости печатной части к цифровой версии, и эта мера обычно выражается в виде процентов. или в миллиметрах , например ± 1 % или ± 0,5 мм .

Термин точность иногда используется взаимозаменяемо с допуском, который представляет собой допустимую величину отклонения от истинных и предполагаемых размеров детали. Обратите внимание, однако, что допуск также является значением, определяемым пользователем:клиент указывает приемлемый допуск. производителю в зависимости от важности определенных функций и размеров.

Точность отличается от разрешения, которое относится, например. размер пикселя 3D-принтера SLA. Это также отличается от точности, которая касается надежности и воспроизводимости 3D-принтера, а также его способности постоянно изготавливать один и тот же объект.

Точность различных технологий 3D-печати

Не все технологии 3D-печати одинаковы с точки зрения того, насколько точно они могут печатать детали с заданными размерами. Хотя другие факторы вызывают дальнейшие различия, тип технологии аддитивного производства оказывает большое влияние на точность детали.

FDM

Моделирование наплавления в технологии 3D-печати методом экструзии полимеров, которая является умеренно точной и чаще всего используется для прототипирования. В настольной версии это, безусловно, самая доступная технология 3D-печати, хотя она также используется в профессиональных и даже промышленных контекстах.

Точность настольного 3D-принтера FDM составляет около ± 0,5 мм. Точность промышленного FDM-принтера составляет около ± 0,2 мм.

Смола

Технологии фотополимерной печати, такие как SLA и DLP, отверждают светочувствительные смолы с помощью источника света, такого как лазер или проектор. Эти высокоточные технологии используются лично и профессионально, при этом стоимость некоторых машин ненамного превышает стоимость FDM.

Точность настольного полимерного 3D-принтера составляет около ± 0,1 мм. Точность профессионального полимерного 3D-принтера составляет около ± 0,01 мм.

SLS

Селективное лазерное спекание — это технология 3D-печати, в которой используется лазер для спекания частиц порошка, обычно нейлона. Принтеры SLS точны, хотя их основным преимуществом является способность создавать сложные геометрические формы, поскольку им не нужно печатать опорные конструкции.

Точность 3D-принтера SLS составляет около ± 0,3 мм.

Сплав в порошковом слое

В процессах плавления металлического порошка, таких как SLM, используется лазер для плавления или спекания частиц металлического порошка. Технология точна, и ее версии на потребительском уровне не существует. Однако аддитивное производство металлов обычно требует обширной последующей обработки.

Точность 3D-принтера с порошковым покрытием составляет около ± 0,1 мм.

Распыление материала

Хотя процесс струйной 3D-печати материала менее распространен, чем аналогичные технологии, он очень точен, поскольку не требует применения тепла, которое вызывает деформацию, например деформацию.

Точность струйного 3D-принтера составляет около ± 0,05 мм.

Другие факторы, влияющие на точность размеров

Тип технологии 3D-печати — не единственный фактор, определяющий точность размеров 3D-печати. Материалы, дизайн детали и параметры печати также оказывают большое влияние на то, насколько точно напечатанная деталь соответствует оригинальному дизайну.

1. Качество печати :Существует большая разница в качестве между машинами высокого класса и машинами начального уровня. Например, 3D-принтеры SLA обычно более точны, чем FDM-принтеры, но очень недорогой SLA-принтер будет производить менее точные детали, чем высококачественный FDM-принтер.
2. Дизайн детали :даже самые лучшие 3D-принтеры не смогут точно напечатать в 3D плохо спроектированную деталь. Детали с длинными и тонкими элементами — особенно элементы без надлежащей поддержки — трудно печатать, в то время как очень большие детали также могут вызвать проблемы. Как правило, дизайн не должен содержать элементы меньшего размера, чем может обработать принтер.
3. Материалы :некоторые материалы легче печатать, чем другие, и поэтому они лучше подходят для изготовления точных деталей. Нестандартные материалы (такие как гибкая нить FDM, высокотемпературная нить или сплавы, содержащие драгоценные металлы), как правило, приносят в жертву возможности печати в пользу собственных уникальных преимуществ.
4. Параметры печати :Помимо калибровки, которая необходима для получения точных отпечатков, пользователи могут изменять настройки своего 3D-принтера для достижения различных результатов. Некоторые конфигурации параметров лучше подходят для быстрой печати, а другие — для точной печати. Дополнительную информацию см. в следующем разделе.

Как повысить точность 3D-печати

Хотя вы не можете настроить дешевый 3D-принтер для изготовления деталей промышленного качества, пользователи могут повысить точность 3D-принтера, изменив определенные параметры печати и выполнив другие важные действия.

• Разрабатывайте детали с учетом особенностей принтера; удалить или упростить сложные функции.
• Экспортировать файлы STL с максимально возможным разрешением.
• Выполняйте калибровку 3D-принтера через регулярные промежутки времени или перед важными заданиями на печать.
• Используйте опоры для стабилизации объектов во время их печати и будьте осторожны при снятии опор, чтобы не повредить деталь и не изменить ее окончательные размеры.
• Используйте печатную платформу с подогревом (FDM) или камеру с подогревом (SLS/металл), чтобы поддерживать постоянную температуру детали и уменьшить деформацию.
• Отрегулируйте натяжение ремней принтера, убедившись, что они натянуты, но не слишком. Шестерни привода не должны проскальзывать.
• Выпрямите линейные стержни и рельсы, а также при необходимости смажьте их. Погнутые стержни и рельсы следует немедленно заменить.
• Уменьшите скорость печати, изменив такие параметры, как скорость потока. Хотя слишком большое уменьшение может вызвать другие проблемы, медленная печать может помочь уменьшить неточности.

Как деформация и усадка влияют на точность

Большинство технологий 3D-печати производят небольшую деформацию во время печати, чаще всего деформацию и усадку. Детали, имеющие признаки деформации и усадки, будут менее точными, чем те, у которых их нет, поскольку деформации в конечном итоге изменяют окончательную форму и размеры детали.

В большинстве случаев степень деформации незначительна. Однако для критически важных частей важно попытаться смягчить эти нежелательные эффекты.

Методы борьбы с короблением и усадкой включают в себя использование передового программного обеспечения для моделирования печати, использование подогреваемых печатных столов и печатных платформ (FDM), использование материалов с более низкой температурой плавления (FDM), использование более жестких материалов (смола), оставление готовых деталей в принтере на некоторое время. время отверждения (SLS) или просто использование такой технологии, как струйная обработка материала, при которой деформация маловероятна.

3ERP — надежный поставщик услуг 3D-печати. Запросите бесплатную цитировать для вашего следующего проекта 3D-печати.