Opnår 3D-printere virkelig en nøjagtighed på 50 mikron (0,05 mm)?

Der er ikke et simpelt svar på dette spørgsmål, eller hvis det er, er det “nej”. Situationen er dog meget mere kompliceret. Når printerspecifikationer citerer nøjagtighed som denne, baserer de normalt kravet på den nominelle størrelse af de mindste bevægelser på hver akse ved hjælp af et “mikrotrin” af trinmotorer. Der er en god artikel på Hackaday, der forklarer, hvordan dette påvirker nøjagtigheden: Hvor nøjagtigt er mikrosteg virkelig .

På det mekaniske positioneringsniveau – sætte skrivehovedet der, hvor det skal være for at ekstrudere materialet med ønsket nøjagtighed – du har i det mindste disse faktorer, der begrænser din nøjagtighed:

• Mikrotrin er generelt anbragt nogenlunde monotont mellem hele trin, men deler ikke nødvendigvis hele trin i lige dele. Hvor godt de klarer sig, er et spørgsmål om de stepper-drivere, som din printerens controller-kort bruger. Generelt er mikrotrin 1/16 af et trin (selvom der er drivere med 1/8, 1/32 eller endda 1/256, måske andre også), så hvis du ser en nøjagtighed på 0,05 mm, er et helt trin, som muligvis er det mindste, du kan få pålidelig nøjagtighed fra, sandsynligvis 0,8 mm.

• Trinmotorer afbøjes let – op til 2 hele trin, men mindre end et trin er mere sandsynligt, hvis de ikke er overbelastede – under belastning. Det er også bælter. Hvor meget dette påvirker dig afhænger af printerens design og hvor meget masse hver akse bevæger sig. Ekstrudere med direkte drev er meget værre i denne henseende. Delta-printere er sandsynligvis bedst i det.

Disse kan mildnes noget med afvejninger ved at bruge trinmotorer med flere trin pr. Rotation, bedre stepper driverchips, reduktion med gear osv.

Derudover har du også ekstrudering og egenskaber ved trykmaterialet, der begrænser din nøjagtighed:

• Ekstrudermotoren er underlagt det samme nøjagtighedsproblemer som positioneringsproblemer. Hvis du ekstruderer for meget eller for lidt materiale overalt, har du nødvendigvis nøjagtighedsproblemer. Du kan beregne dem baseret på tværsnitsarealet af filament, ekstrudergearets størrelse, ekstrudermotortrin og mikrotrinstørrelse osv.

• Hvis glødetrådens diameter ikke er helt ensartet, ekstruderer du også for meget eller for lidt materiale.

• Hvis materialet ikke er afkølet eller holdes varm på passende vis, da den ekstruderes (dette varierer alt efter materiale), vil den synke, vride eller krølle sig og ende et andet sted, end hvor du ville have det.

• Jo mere du varierer forholdet mellem dyse / ekstruderingsbredde og laghøjde fra et ideelt forhold, jo mere vil formen på de ekstruderede materialestier afvige fra den model, du prøver at udskrive. Især med tykke lag bliver de afrundede snarere end næsten flade langs væggene.

I teorien kunne mange af disse problemer sandsynligvis mildnes meget bedre end de er nu bare ved bedre udskæring – den logik, der sker på en computer for at konvertere den originale 3D-model til instruktioner om, hvor man skal ekstrudere materiale.

Med alt det sagt kan du få ret forbløffende nøjagtighed stadig, især med en god eller velindstillet så-så-printer.På min billige Ender 3, efter at have behandlet nogle problemer nu og da, der skabte meget åbenlyse problemer, kan jeg få dimensionel nøjagtighed inden for 0,1 mm i X- og Y-retningen, i det mindste for nogle modeller. Så jeg synes, det er meget plausibelt, at en bedre eller bedre tunet printer kan få 0,05 mm nøjagtighed.

Kommentarer

• Dette er kun rigtig adresserer præcisionen med positionering, ikke af den udskrevne del.
• @SeanHoulihane Anden halvdel af svaret dækker eksplicit nøjagtigheden af udskrivningen, gør det ikke ‘ det? Og det ‘ er trivielt indlysende (og aksiomatisk fra kontrolteknik), at det ikke er muligt at udskrive mere præcist, end du kan placere. Så bevægelsesnøjagtigheden er grænsen for udskrivningspræcision – udskrivning kan kun nogensinde være værre end det, ikke bedre.
• Beklager, ja, du dækkede det (og de relevante faktorer), men jeg synes, at din ‘ trivielt indlysende ‘ er slet ikke indlysende for folk, der ønsker at spørge om præcision – og med i dag ‘ s teknologi ser det ud til, at positionering er en af de mindre kilder til slutresultatfejl – ma konge det en dårlig metric.
• Så er tolerancen for trinvinklen. en 5% tolerance på en motor med 1,8 ° pr. trin betyder, at rotoren kan bevæge sig hvor som helst mellem 1,71 ° og 1,89 °
• Nominel opløsning for positionering som ” dårlig metric ” er stort set hvad Jeg fik fat i dette svar – det fortæller dig ikke ‘ om positionering faktisk er så præcis eller præcis, og heller ikke om andre dele af udskrivningen vil begrænse nøjagtigheden på meget større måder.

En af de ting, jeg fik at vide om var, at mange printere ikke nødvendigvis har den skøre præcision på 0,05 mm (50 mikron). En anden person fortalte mig noget andet – han sagde, at de fleste af disse printere faktisk var i stand til at lægge 50 mikron laghøjde ud. Hvordan er det egentlig?

Begge ting, du har læst, er helt korrekte.

Mest p rintere er i stand til 50 mikron laghøjder Laghøjden svarer imidlertid ikke til “nøjagtighed” eller “præcision”. Laghøjde-specifikationen er et ubrugeligt markedsføringsudtryk, som du bør ignorere; laghøjde er for 3D-printere, hvad dynamisk kontrast er for skærme.

Alle FDM-printere er i sagens natur ret dårlige til at producere dele med stramme tolerancer. Filamentekstruderingsprocessen introducerer mange variabler, der er svære at kontrollere: Filamentets diameter kan variere, der er en forsinkelse mellem indføring af filament i ekstruderen, og den kommer ud, og den klæbrige filament, der kommer ud af ekstruderen, opfører sig i uforudsigelige måder.

Ingen har fundet ud af, hvordan man kvantificerer “nøjagtighed” for 3D-printere på en måde, der korrelerer med kvaliteten af de færdige dele. Det er umuligt at fortælle, hvilken printer der producerer “bedre” eller mere nøjagtige dele fra printerens specifikationsark.

Kommentarer

• I ‘ d fare, hvis producenter kan gætte ‘ t finde ud af hvordan man kvantificerer nøjagtigheden af deres 3D-printere på samme måde som Google kan ‘ t finde ud af en søgning i annoncefrie apps i Google Play. At finde ud af, at det simpelthen ikke ‘ ikke tjener deres interesser.
• @DmitryGrigoryev Mindst en producent bør være interesseret i at finde ud af det (dvs. producenten, der fremstiller mest nøjagtige printere).
• Selvom du fremstiller de mest nøjagtige printere, skal du angive ægte nøjagtighed i din printer ‘ s specifikationer, mens alle er ellers lister opløsning mærket som ” nøjagtighed ” vil sætte dig i en ulempe.
• @DmitryGrigoryev der kan kompenseres ved at angive begge i sammenligningskort. Med god forskning er det ‘ altid muligt at skabe godt marketingmateriale, hvis du har en reel målbar fordel.

A opløsning (undertiden kaldet “nøjagtighed” til markedsføringsformål) af 0,05 mm betyder, at hvis du producerer en flok 10 mm terning og en flok 10.05 mm terning, så vil de 10.05 mm være statistisk større. Bemærk, at terninger ikke behøver at være nogen steder i nærheden af 10 mm, og heller ikke en tilfældig dør fra 10,05 mm bunken skal være større end en tilfældig die fra 10 mm bunken.

A repeterbarhed (aka “gentagelsesnøjagtighed”) på 0,05 mm betyder, at i forsøget ovenfor skal hver matrice fra 10,05 mm bunken være større end hver matrice fra 10 mm bunken.Bemærk, at dine terninger stadig ikke behøver at være hvor som helst nær den aktuelle 10 mm.

A præcision (altså ægthed) på 0,05 mm betyder, at i eksperimentet over gennemsnittet af en 10 mm matrice skal være inden for 9,975..10,025 mm. Bemærk, at individuelle terninger ikke behøver at være inden for dette interval.

Endelig er generel nøjagtighed (som defineret i ISO 5725 ) på 0,05 mm betyder, at hver 10 mm matrice skal være inden for 9,975..10,025 mm.

For at opsummere det er udsagnet fra dit spørgsmål sandt for “kommerciel nøjagtighed”, men ikke for den generelle definition af nøjagtighed. For eksempel er her en artikel, der sammenligner nøjagtigheden af 3D-printere i dental applikationer (så vi taler om avancerede maskiner) med gennemsnit nøjagtighed fra 0,05 til 0,1 mm og absolut nøjagtighed i området 0,11 til 0,17 mm.

Kommentarer

• Så du adresserede ordene i spørgsmålet i stedet for mekanikken i 3d-printeren. Strålende!