Czy drukarki 3D naprawdę osiągają dokładność 50 mikronów (0,05 mm)?

Nie ma prostej odpowiedzi na to pytanie, a jeśli tak, to „nie”. Sytuacja jest jednak dużo bardziej skomplikowana. Kiedy specyfikacje drukarek cytują taką dokładność, „zwykle opierają to twierdzenie na nominalnym rozmiarze najmniejszych ruchów na każdej osi o jeden„ mikrok ”silników krokowych. W serwisie Hackaday jest świetny artykuł wyjaśniający, jak wpływa to na dokładność: Jaka jest naprawdę dokładność mikrokroków .

Na poziomie pozycjonowania mechanicznego – umieszczenie głowicy drukującej tam, gdzie ma być, aby wytłaczać materiał za pomocą pożądana dokładność – masz przynajmniej te czynniki, które ograniczają Twoją dokładność:

• Mikrokroki są zwykle rozmieszczone mniej więcej monotonicznie między całymi krokami, ale niekoniecznie dzielą cały krok na równe części. To, jak dobrze sobie radzą, zależy od sterowników krokowych, których używa płyta kontrolera drukarki. Generalnie mikrokroki to 1/16 kroku (chociaż są sterowniki z 1/8, 1/32 lub nawet 1/256, być może innych), więc jeśli widzisz znamionową dokładność 0,05 mm, cały krok, który może być minimum, z którego można uzyskać wiarygodną dokładność, wynosi prawdopodobnie 0,8 mm.

• Silniki krokowe są lekko odchylane – do 2 pełnych kroków, ale mniej niż jeden krok jest bardziej prawdopodobny, jeśli nie są przeciążone – pod obciążeniem. Pasy też. To, jak bardzo to wpływa na Ciebie, zależy od konstrukcji drukarki i masy, jaką porusza się każda oś. Pod tym względem znacznie gorsze są wytłaczarki z napędem bezpośrednim. Prawdopodobnie najlepsze są w tym drukarki delta.

Można je nieco złagodzić, stosując kompromisy, stosując silniki krokowe z większą liczbą kroków na obrót, lepszymi układami sterownika krokowego, redukcją za pomocą przekładni itp.

Oprócz tego masz również wytłaczanie i właściwości materiału do drukowania, które ograniczają twoją dokładność:

• Silnik ekstrudera podlega tym samym kwestie dokładności jako te związane z pozycjonowaniem. Jeśli wytłaczasz za dużo lub za mało materiału w dowolnym miejscu, z pewnością będziesz mieć problemy z dokładnością. Możesz je obliczyć na podstawie pola przekroju poprzecznego filamentu, rozmiaru przekładni ekstrudera, kroku silnika ekstrudera i rozmiaru mikrokroków itp.

• Jeśli średnica filamentu nie jest idealnie spójna, wyciągniesz również za dużo lub za mało materiału.

• Jeśli materiał nie jest odpowiednio schłodzony lub utrzymywany w cieple podczas wyciskania (zależy to od materiału), będzie się obwisał, wypaczał lub zwijał, kończąc w innym miejscu niż chciałeś.

• Im bardziej zmienisz stosunek między szerokością dyszy / wytłaczania a wysokością warstwy od idealnego stosunku, tym bardziej kształt ścieżek materiału wytłaczanego będzie się różnić od modelu, który próbujesz wydrukować. W przypadku grubych warstw, zwłaszcza przy ścianach, będą one raczej zaokrąglone niż prawie płaskie.

Teoretycznie wiele z tych problemów można prawdopodobnie znacznie lepiej złagodzić niż są teraz po prostu lepszym cięciem – logiką, która dzieje się na komputerze, aby przekształcić oryginalny model 3D w instrukcje dotyczące miejsca wytłaczania materiału.

Biorąc to wszystko pod uwagę, możesz uzyskać wciąż całkiem zdumiewająca dokładność, zwłaszcza z dobrą lub dobrze dostrojoną taką drukarką.Na moim tanim Enderze 3, po od czasu do czasu radzeniu sobie z kilkoma problemami, które powodowały rażąco oczywiste problemy, mogę uzyskać dokładność wymiarową z dokładnością do 0,1 mm w kierunkach X i Y, przynajmniej dla niektórych modeli. Myślę więc, że jest bardzo prawdopodobne, że lepsza lub lepiej dostrojona drukarka mogłaby uzyskać dokładność 0,05 mm.

Komentarze

• To naprawdę tylko dotyczy precyzji pozycjonowania, a nie części drukowanej.
• @SeanHoulihane Druga połowa odpowiedzi wyraźnie dotyczy dokładności drukowania, czy nie ' czy to? I ' jest trywialnie oczywiste (i aksjomatyczne z techniki sterowania), że nie jest możliwe drukowanie dokładniejsze niż można ustawić. Tak więc dokładność ruchu jest ograniczeniem precyzji drukowania – drukowanie może być tylko gorsze, a nie lepsze.
• Przepraszam, tak, omówiłeś to (i istotne czynniki), ale myślę, że twój ' trywialnie oczywiste ' nie jest wcale oczywiste dla ludzi, którzy chcą pytać o precyzję – a przy dzisiejszej technologii ' wydaje się, że pozycjonowanie jest jedną z mniejsze źródła błędu wyniku końcowego – ma król to zły miernik.
• Następnie jest tolerancja kąta kroku. 5% tolerancji na silniku z 1,8 ° na krok oznacza, że wirnik może poruszać się w dowolnym miejscu między 1,71 ° a 1,89 °
• Nominalna rozdzielczość pozycjonowania jest ” złą metryką ” Doszedłem do tej odpowiedzi – nie ' nie mówi ci, czy pozycjonowanie jest w rzeczywistości tak precyzyjne lub dokładne, ani czy inne części drukowania ograniczą dokładność w znacznie większym stopniu.

Jedna z rzeczy, o których mi powiedziano było to, że wiele drukarek niekoniecznie ma tę szaloną precyzję 0,05 mm (50 mikronów). Inna osoba powiedziała mi coś innego – powiedział, że większość z tych drukarek jest w stanie wydrukować warstwę o grubości 50 mikronów. Jak to naprawdę jest?

Obie rzeczy, które przeczytałeś, są całkowicie poprawne.

Większość p rinters są w stanie uzyskać warstwy o grubości 50 mikronów. Jednak wysokość warstwy nie jest równa „dokładności” lub „precyzji”. Określenie wysokości warstwy to bezużyteczny termin marketingowy, który należy zignorować; wysokość warstwy jest dla drukarek 3D tym, czym dynamiczny kontrast dla monitorów.

Wszystkie drukarki FDM z natury dość źle radzą sobie z produkcją części o wąskich tolerancjach. Proces wytłaczania filamentu wprowadza wiele zmiennych, które są trudne do kontrolowania: średnica filamentu może się różnić, występuje opóźnienie między podawaniem filamentu do ekstrudera a jego wyjściem, a lepki filament wychodzący z ekstrudera zachowuje się nieprzewidywalne sposoby.

Nikt nie wymyślił, jak określić ilościowo „dokładność” drukarek 3D w sposób, który koreluje z jakością gotowych części. Nie można stwierdzić, która drukarka produkuje „lepsze” lub dokładniejsze części z arkusza specyfikacji drukarki.

Komentarze

• I ' zaryzykujesz, że producenci mogą ' t dowiedzieć się , jak określić ilościowo dokładność swoich drukarek 3D w ten sam sposób ponieważ Google może ' t dowiedzieć się o wyszukiwaniu aplikacji bez reklam w Google Play. Ustalenie tego po prostu nie ' nie służy ich interesom.
• @DmitryGrigoryev Co najmniej jeden producent powinien być zainteresowany ustaleniem tego (tj. Producent, który wytwarza najdokładniejsze drukarki).
• Nawet jeśli tworzysz najdokładniejsze drukarki, umieszczaj prawdziwą dokładność w specyfikacji drukarki ', podczas gdy wszyscy w przeciwnym razie rozdzielczość oznaczona jako ” dokładność ” postawi Cię w niekorzystnej sytuacji.
• @DmitryGrigoryev, które można zrekompensować, wymieniając oba na wykresach porównawczych. Dzięki dobrym badaniom ' zawsze można stworzyć dobry materiał marketingowy, jeśli masz realną wymierną przewagę.

A rozdzielczość (czasami nazywana „dokładnością” w celach marketingowych) 0,05 mm oznacza, że jeśli wyprodukujesz pęczek 10-milimetrowych kostek i 10,05-milimetrowy, to te 10,05 mm będą statystycznie większe. Zwróć uwagę, że kości nie muszą w rzeczywistości być bliskie 10 mm, ani też losowa kość ze stosu 10,05 mm nie może być większa niż losowa kość ze stosu 10 mm.

A powtarzalność (inaczej „dokładność powtarzania”) 0,05 mm oznacza, że w eksperymencie powyżej każda kostka ze stosu 10,05 mm musi być większa niż każda kostka ze stosu 10 mm.Zwróć uwagę, że Twoje kości wciąż nie muszą być w pobliżu rzeczywistych 10 mm.

A precyzja (aka poprawność) 0,05 mm oznacza, że w eksperymencie powyżej średniej wielkości kostka 10 mm powinna mieścić się w granicach 9,975–10,025 mm. Należy pamiętać, że poszczególne kości nie muszą znajdować się w tym przedziale.

Na koniec ogólna dokładność (zgodnie z definicją w ISO 5725 ) 0,05 mm oznacza, że każda matryca 10 mm powinna znajdować się w granicach 9,975..10,025 mm.

Podsumowując, stwierdzenie z pytania dotyczy „dokładności handlowej”, ale nie dotyczy ogólna definicja dokładności. Na przykład tutaj to artykuł porównujący dokładność drukarek 3D w zastosowaniach dentystycznych (a więc „mówimy o maszynach z najwyższej półki), z średnią dokładność w zakresie od 0,05 do 0,1 mm i bezwzględna dokładność w zakresie od 0,11 do 0,17 mm.

Uwagi

• Więc odniosłeś się do słów w pytaniu zamiast do mechaniki drukarki 3D. Świetnie!

Odpowiedź Tomka jest prawidłowa, większość drukarek będzie działać poprawnie z rozdzielczością warstwy 50 mikronów, przy użyciu dyszy 0,4 mm. Wynikowe wykończenie powierzchni będzie prawdopodobnie lepsze niż przy grubszych warstwach, a przy mniejszych wysokościach jakość druku może się pogorszyć.

Wysokość warstwy prawdopodobnie również będzie dość dobrze zdefiniowana (z wyjątkiem pierwszej warstw, nawisów, wypaczeń itp.), ale zależy to od geometrii drukarki.

Szczegółem, który nie jest tak dobrze kontrolowany (ani mierzony), jest zgniatanie / rozciąganie stopionego tworzywa sztucznego podczas wytłaczania. Może to mieć znaczący wpływ na zlokalizowane wykończenie powierzchni (a także wymiary rzeczy, takich jak średnice wewnętrzne).

Dokładność może być najlepiej oceniana na podstawie wyników drukowania różnych typów części testowej niż na podstawie prostych liczb parametr.