Les imprimantes 3D atteignent-elles vraiment une précision de 50 microns (0,05 mm)?

Il ny a pas de réponse simple à cette question, ou sil y en a, cest « non ». Cependant, la situation est beaucoup plus compliquée. Lorsque les spécifications de limprimante citent une telle précision, elles « se basent généralement sur la taille nominale des plus petits mouvements sur chaque axe par un » micropas « des moteurs pas à pas. Il existe un excellent article sur Hackaday expliquant comment cela affecte la précision: Quelle est la précision du micropas vraiment .

Au niveau du positionnement mécanique – placer la tête dimpression là où elle doit être pour extruder le matériau avec le précision souhaitée – vous avez au moins ces facteurs qui limitent votre précision:

• Les micros pas sont généralement espacés à peu près de manière monotone entre des étapes entières, mais ne divisent pas nécessairement toute létape en portions paires. Leur efficacité dépend des pilotes pas à pas utilisés par la carte contrôleur de votre imprimante. Généralement, les micropas sont de 1/16 de pas (bien quil existe des pilotes avec 1/8, 1/32 ou même 1/256, peut-être dautres aussi), donc si vous voyez une précision nominale de 0,05 mm, un pas entier, qui pourrait être le minimum dont vous pouvez obtenir une précision fiable, est probablement de 0,8 mm.

• Les moteurs pas à pas sont légèrement déviés – jusquà 2 pas entiers, mais moins dun pas est plus probable sils « ne sont pas surchargés – sous charge. Les ceintures aussi. La mesure dans laquelle cela vous affecte dépend de la conception de limprimante et de la masse de déplacement de chaque axe. Les extrudeuses à entraînement direct sont bien pires à cet égard. Les imprimantes Delta sont probablement les meilleures.

Celles-ci peuvent être quelque peu atténuées, avec des compromis, en utilisant des moteurs pas à pas avec plus de pas par rotation, de meilleures puces de pilote pas à pas, une réduction avec les engrenages , etc.

En plus de cela, vous avez également lextrusion et les propriétés du matériau dimpression limitant votre précision:

• Le moteur de lextrudeuse est soumis aux mêmes problèmes de précision comme ceux de positionnement. Si vous extrudez trop ou pas assez de matière nimporte où, vous aurez nécessairement des problèmes de précision. Vous pouvez les calculer en fonction de la section transversale du filament, de la taille de lengrenage de lextrudeuse, du pas du moteur de lextrudeuse et de la taille des micropas, etc.

• Si le diamètre du filament nest pas parfaitement cohérent, vous extruderez également trop ou pas assez de matériau.

• Si le matériau nest pas refroidi ou maintenu au chaud de manière appropriée car il est extrudé (cela varie selon le matériau), il va saffaisser, se déformer ou senrouler, aboutissant à un endroit différent de celui où vous le vouliez.

• Plus vous faites varier le rapport entre la largeur de buse / extrusion et la hauteur de couche à partir dun rapport idéal, plus la forme des chemins de matière extrudée sera différente du modèle que vous essayez dimprimer. Avec des couches épaisses en particulier, ils deviendront arrondis plutôt que presque plats le long des murs.

En théorie, beaucoup de ces problèmes pourraient probablement être mieux atténués qu’ils sont maintenant simplement mieux tranchants – la logique qui se produit sur un ordinateur pour convertir le modèle 3D original en instructions pour savoir où extruder le matériau.

Avec tout cela dit, vous pouvez obtenir précision assez étonnante encore, surtout avec une bonne ou une imprimante so-so bien réglée.Sur mon Ender 3 bon marché, après avoir traité de temps en temps des problèmes qui posaient des problèmes flagrants, je peux obtenir une précision dimensionnelle de 0,1 mm dans les directions X et Y, du moins pour certains modèles. Donc, je pense quil est très plausible quune imprimante meilleure ou mieux réglée puisse obtenir une précision de 0,05 mm.

Commentaires

• Cest seulement vraiment traite de la précision du positionnement, pas de la partie imprimée.
• @SeanHoulihane La seconde moitié de la réponse couvre explicitement la précision de limpression, nest-ce pas ‘? Et il ‘ est trivialement évident (et axiomatique de lingénierie de contrôle) quil nest pas possible dimprimer avec plus de précision que vous ne pouvez positionner. La précision du mouvement est donc la limite de la précision dimpression – limpression ne peut jamais être pire que cela, pas mieux.
• Désolé, oui, vous lavez couvert (et les facteurs pertinents), mais je pense que votre ‘ est trivial évidente ‘ nest pas du tout évidente pour les personnes qui veulent poser des questions sur la précision – et avec la technologie daujourdhui ‘, il semble que le positionnement soit lun des les plus petites sources derreur de résultat final – ma King est une mauvaise métrique.
• Alors est la tolérance de langle de pas. une tolérance de 5% sur un moteur avec 1,8 ° par pas signifie que le rotor peut se déplacer entre 1,71 ° et 1,89 °
• La résolution nominale du positionnement étant une  » mauvaise métrique  » est en grande partie ce Je voulais en venir dans cette réponse – elle ne ‘ ne vous dit pas si le positionnement est réellement aussi précis ou précis, ni si d’autres parties de l’impression limiteront la précision de manière beaucoup plus importante.

Une des choses dont on ma parlé était-ce que de nombreuses imprimantes nont pas nécessairement cette précision folle de 0,05 mm (50 microns). Une autre personne ma dit quelque chose de différent – il a dit que la plupart de ces imprimantes étaient en fait capables de produire une hauteur de couche de 50 microns. Comment est-ce vraiment?

Les deux choses que vous avez lues sont tout à fait correctes.

La plupart p les rinters peuvent atteindre des hauteurs de couche de 50 microns. Cependant, la hauteur de la couche nest pas égale à la «précision» ou à la «précision». La spécification de hauteur de couche est un terme marketing inutile que vous devez ignorer; la hauteur de couche est aux imprimantes 3D ce que le contraste dynamique est aux moniteurs.

Toutes les imprimantes FDM sont par nature assez mauvaises pour produire des pièces avec des tolérances serrées. Le processus dextrusion de filament introduit de nombreuses variables difficiles à contrôler: le diamètre du filament peut varier, il y a un délai entre lintroduction du filament dans lextrudeuse et sa sortie, et le filament gluant qui sort de lextrudeuse se comporte en des manières imprévisibles.

Personne na trouvé comment quantifier la «précision» pour les imprimantes 3D dune manière qui soit en corrélation avec la qualité des pièces finies. Il est impossible de dire quelle imprimante produit des pièces « meilleures » ou plus précises à partir de la fiche technique dune imprimante.

Commentaires

• I ‘ d hazard a suppose que les fabricants peuvent ‘ t découvrir comment quantifier la précision de leurs imprimantes 3D de la même manière car Google peut ‘ t trouver une recherche dapplications sans publicité sur Google Play. Comprendre cela ne sert tout simplement pas ‘ leurs intérêts.
• @DmitryGrigoryev Au moins un fabricant devrait être intéressé à comprendre cela (cest-à-dire le fabricant qui fabrique le imprimantes les plus précises).
• Même si vous fabriquez les imprimantes les plus précises, répertoriez les spécifications de vraie précision dans votre imprimante ‘ pendant que tout le monde else répertorie la résolution étiquetée comme  » la précision  » vous mettra dans une situation désavantageuse.
• @DmitryGrigoryev qui peut être compensé en listant les deux dans des tableaux de comparaison. Avec de bonnes recherches, il ‘ est toujours possible de faire du bon matériel marketing si vous avez un réel avantage mesurable.

Une résolution (parfois appelée « précision » à des fins de marketing) de 0,05 mm signifie que si vous produisez un paquet de dés de 10 mm et un paquet de dés de 10,05 mm, alors ceux de 10,05 mm seront statistiquement plus grands. Notez que les dés ne doivent pas nécessairement être proches de 10 mm, et quun dé aléatoire de la pile de 10,05 mm ne doit pas être plus grand quun dé aléatoire de la pile de 10 mm.

A répétabilité (alias « précision de répétition ») de 0,05 mm signifie que dans lexpérience ci-dessus, chaque dé de la pile de 10,05 mm doit être plus grand que chaque matrice de la pile de 10 mm.Notez que vos dés ne doivent toujours pas être proches de 10 mm réels.

A précision (ou justesse) de 0,05 mm signifie que dans lexpérience au-dessus de la taille moyenne dun dé de 10 mm doit être entre 9,975 et 10,025 mm. Notez que les dés individuels ne doivent pas être dans cet intervalle.

Enfin, la précision générale (telle que définie dans ISO 5725 ) de 0,05 mm signifie que chaque matrice de 10 mm doit être comprise entre 9,975 et 10,025 mm.

Pour résumer, lénoncé de votre question est vrai pour la « précision commerciale », mais pas pour la définition générale de la précision. Par exemple voici un article comparant la précision des imprimantes 3D dans les applications dentaires (nous parlons donc de machines haut de gamme), avec moyenne précision comprise entre 0,05 et 0,1 mm et précision absolue comprise entre 0,11 et 0,17 mm.

Commentaires

• Vous avez donc abordé les mots de la question, au lieu de la mécanique de limprimante 3D. Brillant!

La réponse de Tom est correcte, la plupart des imprimantes fonctionneront correctement avec une résolution de hauteur de couche de 50 microns, en utilisant une buse de 0,4 mm. La finition de surface résultante sera probablement meilleure quavec un réglage de couche plus grossier, et à des hauteurs de couche plus fines, la qualité dimpression est susceptible de se détériorer.

La hauteur de couche est également susceptible dêtre assez bien définie (sauf pour le premier couches, surplombs, déformation, etc.), mais cela dépend de la géométrie de limprimante.

Le détail qui nest pas si bien contrôlé (ou mesuré) est lécrasement / létirement du plastique fondu lorsquil est extrudé. Cela peut avoir un impact significatif sur létat de surface localisé (ainsi que sur les dimensions de choses comme les diamètres internes).

La précision est peut-être mieux évaluée par les résultats de limpression de divers types de pièces de test que par un simple numérique paramètre.