Erreichen 3D-Drucker wirklich eine Genauigkeit von 0,05 mm?

Es gibt keine einfache Antwort auf diese Frage, oder wenn ja, ist es „nein“. Die Situation ist jedoch viel komplizierter. Wenn Druckerspezifikationen eine solche Genauigkeit zitieren, „stützen sie den Anspruch normalerweise auf die Nenngröße der kleinsten Bewegungen auf jeder Achse um einen“ Mikroschritt „der Schrittmotoren. Es gibt einen großartigen Artikel über Hackaday, in dem erklärt wird, wie sich dies auf die Genauigkeit auswirkt: Wie genau Mikroschritt wirklich ist .

Auf der Ebene der mechanischen Positionierung – platzieren Sie den Druckkopf dort, wo er sein muss, um das Material mit dem zu extrudieren gewünschte Genauigkeit – Sie haben mindestens diese Faktoren, die Ihre Genauigkeit einschränken:

• Mikroschritte sind im Allgemeinen ungefähr monoton zwischen ganzen Schritten verteilt, teilen jedoch nicht unbedingt den gesamten Schritt in gleichmäßige Teile. Wie gut sie funktionieren, hängt von den Schritttreibern ab, die die Controller-Karte Ihres Druckers verwendet. Im Allgemeinen sind Mikroschritte 1/16 eines Schritts (obwohl es Treiber mit 1/8, 1/32 oder sogar 1/256 gibt andere auch). Wenn Sie also eine Nenngenauigkeit von 0,05 mm sehen, beträgt ein ganzer Schritt, von dem Sie möglicherweise eine zuverlässige Genauigkeit erhalten, wahrscheinlich 0,8 mm.

• Schrittmotoren werden unter Last leicht ausgelenkt – bis zu 2 ganze Schritte, aber weniger als ein Schritt ist wahrscheinlicher, wenn sie nicht überlastet sind. Gürtel auch. Wie stark Sie davon betroffen sind, hängt vom Design des Druckers ab und davon, wie viel Masse sich jede Achse bewegt. Extruder mit Direktantrieb sind in dieser Hinsicht viel schlechter. Delta-Drucker sind wahrscheinlich am besten geeignet.

Diese können mit Kompromissen etwas gemildert werden, indem Schrittmotoren mit mehr Schritten pro Umdrehung, besseren Schritttreiberchips und Untersetzung mit Zahnrädern verwendet werden usw.

Darüber hinaus haben Sie Extrusion und Eigenschaften des Druckmaterials, die Ihre Genauigkeit einschränken:

• Der Extrudermotor unterliegt denselben Bedingungen Genauigkeitsprobleme wie die Positionierungsprobleme. Wenn Sie irgendwo zu viel oder zu wenig Material extrudieren, treten zwangsläufig Genauigkeitsprobleme auf. Sie können diese anhand der Querschnittsfläche des Filaments, der Größe des Extruderzahnrads, der Stufe des Extrudermotors und der Mikroschrittgröße usw. Berechnen. P. >

• Wenn der Filamentdurchmesser nicht perfekt konsistent ist, extrudieren Sie auch zu viel oder zu wenig Material.

• Wenn das Material nicht vorhanden ist gekühlt oder entsprechend warm gehalten, wenn es extrudiert wird (dies variiert je nach Material), hängt es durch, verzieht sich oder kräuselt sich und landet an einer anderen Stelle als gewünscht.

• Je mehr Sie das Verhältnis zwischen Düsen- / Extrusionsbreite und Schichthöhe von einem idealen Verhältnis abweichen, desto stärker unterscheidet sich die Form der extrudierten Materialpfade von dem Modell, das Sie drucken möchten. Insbesondere bei dicken Schichten werden sie an den Wänden eher abgerundet als nahezu flach.

Theoretisch könnten viele dieser Probleme wahrscheinlich viel besser gemildert werden als sie sind jetzt nur durch besseres Schneiden – die Logik, die auf einem Computer auftritt, um das ursprüngliche 3D-Modell in Anweisungen zum Extrudieren von Material umzuwandeln.

Mit all dem, was gesagt wird, können Sie erhalten Immer noch ziemlich erstaunliche Genauigkeit, besonders mit einem guten oder gut abgestimmten mittelmäßigen Drucker.Auf meinem billigen Ender 3 kann ich, nachdem ich mich ab und zu mit einigen Problemen befasst habe, die offensichtlich Probleme bereiteten, zumindest für einige Modelle eine Maßgenauigkeit innerhalb von 0,1 mm in X- und Y-Richtung erzielen. Daher halte ich es für sehr plausibel, dass ein besserer oder besser abgestimmter Drucker eine Genauigkeit von 0,05 mm erreichen kann.

Kommentare

• Dies nur wirklich befasst sich mit der Präzision der Positionierung, nicht des gedruckten Teils.
• @SeanHoulihane Die zweite Hälfte der Antwort behandelt explizit die Genauigkeit des Druckens, nicht wahr ‚? Und ‚ ist trivial offensichtlich (und aus der Steuerungstechnik selbstverständlich), dass es nicht möglich ist, genauer zu drucken, als Sie positionieren können. Die Bewegungsgenauigkeit ist also die Grenze für die Druckpräzision – Drucken kann immer nur schlechter sein, nicht besser.
• Entschuldigung, ja, Sie haben es (und die relevanten Faktoren) behandelt, aber ich denke, Ihre ‚ ist trivial Die offensichtliche ‚ ist für Leute, die nach Präzision fragen möchten, überhaupt nicht offensichtlich – und mit der heutigen ‚ -Technologie scheint die Positionierung eine davon zu sein die kleineren Ursachen für Endergebnisfehler – ma König es eine schlechte Metrik.
• Dann ist dann die Toleranz des Schrittwinkels. Eine Toleranz von 5% bei einem Motor mit 1,8 ° pro Schritt bedeutet, dass sich der Rotor zwischen 1,71 ° und 1,89 °
• Die nominelle Auflösung der Positionierung als “ schlechte Metrik “ ist weitgehend was Ich bin auf diese Antwort gekommen – ‚ sagt Ihnen nicht, ob die Positionierung tatsächlich so präzise oder genau ist oder ob andere Teile des Drucks die Genauigkeit auf viel größere Weise einschränken.

Eines der Dinge, über die mir erzählt wurde war, dass viele Drucker nicht unbedingt diese verrückte Präzision von 0,05 mm (50 Mikron) haben. Eine andere Person sagte mir etwas anderes – er sagte, die meisten dieser Drucker seien tatsächlich in der Lage, eine Schichthöhe von 50 Mikron auszugeben. Wie ist das wirklich? / p>

Beide Dinge, die Sie gelesen haben, sind völlig korrekt.

Die meisten p Rinter können Schichtenhöhen von 50 Mikron erreichen. Die Schichthöhe entspricht jedoch nicht „Genauigkeit“ oder „Präzision“. Die Schichthöhenangabe ist ein nutzloser Marketingbegriff, den Sie ignorieren sollten. Die Schichthöhe ist für 3D-Drucker der dynamische Kontrast für Monitore.

Alle FDM-Drucker sind von Natur aus ziemlich schlecht darin, Teile mit engen Toleranzen herzustellen. Der Filamentextrusionsprozess führt viele Variablen ein, die schwer zu kontrollieren sind: Der Durchmesser des Filaments kann variieren, es gibt eine Verzögerung zwischen dem Einspeisen des Filaments in den Extruder und dem Herauskommen und dem klebrigen Filament, das aus dem Extruder herauskommt unvorhersehbare Wege.

Niemand hat herausgefunden, wie die „Genauigkeit“ von 3D-Druckern auf eine Weise quantifiziert werden kann, die mit der Qualität der fertigen Teile korreliert. Es ist unmöglich zu erkennen, welcher Drucker „bessere“ oder genauere Teile aus dem Datenblatt eines Druckers erzeugt.

Kommentare

• I ‚ d Gefahr, die Hersteller erraten können ‚ t herauszufinden , wie die Genauigkeit ihrer 3D-Drucker auf die gleiche Weise quantifiziert werden kann Wie Google ‚ t herausfinden kann eine Suche nach werbefreien Apps in Google Play. Das herauszufinden, dient ‚ nicht ihren Interessen.
• @DmitryGrigoryev Mindestens ein Hersteller sollte daran interessiert sein, dies herauszufinden (dh der Hersteller, der das herstellt genaueste Drucker).
• Auch wenn Sie die genauesten Drucker herstellen, geben Sie wahre Genauigkeit in den Spezifikationen Ihres Druckers ‚ an, während alle Andernfalls listet die Auflösung , die als “ Genauigkeit “ gekennzeichnet ist, Sie im Nachteil auf.
• @DmitryGrigoryev, der durch Auflistung beider in Vergleichstabellen kompensiert werden kann. Mit guter Forschung ist es ‚ immer möglich, gutes Marketingmaterial zu erstellen, wenn Sie einen wirklich messbaren Vorteil haben.

Eine Auflösung (manchmal als „Genauigkeit“ für Marketingzwecke bezeichnet) von 0,05 mm bedeutet, dass wenn Sie ein Bündel von 10 mm Würfeln und ein Bündel von 10,05 mm Würfeln produzieren, die 10,05 mm Würfel statistisch größer sind. Beachten Sie, dass die Würfel nicht in der Nähe von 10 mm liegen müssen und dass ein zufälliger Würfel aus dem 10,05 mm-Stapel nicht größer sein muss als ein zufälliger Würfel aus dem 10 mm-Stapel.

A Wiederholbarkeit (auch bekannt als „Wiederholgenauigkeit“) von 0,05 mm bedeutet, dass im obigen Experiment jeder Würfel aus dem 10,05 mm-Stapel größer sein muss als jeder Würfel vom 10 mm Stapel.Beachten Sie, dass Ihre Würfel immer noch nicht in der Nähe der tatsächlichen 10 mm sein müssen.

Eine Genauigkeit (auch bekannt als Wahrhaftigkeit) von 0,05 mm bedeutet, dass im Experiment über der durchschnittlichen Größe eines 10-mm-Würfels innerhalb von 9,975 bis 10,025 mm liegen sollte. Beachten Sie, dass einzelne Würfel nicht innerhalb dieses Intervalls liegen müssen.

Schließlich die allgemeine Genauigkeit (wie in ISO 5725 definiert) a>) von 0,05 mm bedeutet, dass jeder 10-mm-Würfel innerhalb von 9,975 bis 10,025 mm liegen sollte.

Zusammenfassend gilt die Aussage aus Ihrer Frage für die „kommerzielle Genauigkeit“, nicht jedoch für die allgemeine Definition der Genauigkeit. Beispiel: hier ist ein Artikel, in dem die Genauigkeit von 3D-Druckern in Dentalanwendungen (wir sprechen also von High-End-Maschinen) mit Durchschnitt Genauigkeit im Bereich von 0,05 bis 0,1 mm und absolute Genauigkeit im Bereich von 0,11 bis 0,17 mm.

Kommentare

• Sie haben also die Wörter in der Frage anstelle der Mechanik des 3D-Druckers angesprochen. Genial!