Uppnår 3D-skrivare verkligen en precision på 50 mikron (0,05 mm)?

Det finns inte ett enkelt svar på den här frågan, eller om det finns det, är det ”nej”. Situationen är dock mycket mer komplicerad. När skrivarspecifikationer citerar noggrannhet som denna, baserar de vanligtvis påståendet på den nominella storleken på de minsta rörelserna på varje axel med ett ”mikrosteg” av stegmotorerna. Det finns en bra artikel på Hackaday som förklarar hur detta påverkar noggrannheten: Hur exakt är Microstepping egentligen .

På den mekaniska positioneringsnivån – placera skrivhuvudet där det måste vara för att pressa ut materialet med önskad noggrannhet – du har åtminstone dessa faktorer som begränsar din noggrannhet:

• Mikrosteg är i allmänhet fördelade ungefär monotont mellan hela steg, men delar inte nödvändigtvis hela steget i jämna delar. Hur bra de gör är en fråga om de stegdrivrutiner som skrivarens styrkort använder. Generellt sett är mikrosteg 1/16 av ett steg (även om det finns drivrutiner med 1/8, 1/32 eller till och med 1/256, kanske andra också), så om du ser en nominell noggrannhet på 0,05 mm, är ett helt steg, vilket kan vara det minsta du kan få tillförlitlig noggrannhet från, troligtvis 0,8 mm.

• Stegmotorer avböjs något – upp till två hela steg men mindre än ett steg är mer troligt om de inte är överbelastade – under belastning. Bälten är det också. Hur mycket detta påverkar dig beror på skrivarens design och hur mycket massa varje axel rör sig. Extruders med direktdrift är mycket värre i detta avseende. Delta-skrivare är förmodligen bäst i det.

Dessa kan mildras något, med avvägningar, genom att använda stegmotorer med fler steg per rotation, bättre stegdrivrutiner, minskning med växlar , etc.

Dessutom har du även extrudering och egenskaper hos tryckmaterialet som begränsar din noggrannhet:

• Extrudermotorn är föremål för samma noggrannhetsfrågor som positioneringsproblem. Om du pressar ut för mycket eller för lite material någonstans, kommer du nödvändigtvis att ha noggrannhetsproblem. Du kan beräkna dem baserat på trådens tvärsnittsarea, strängsprutningsutrustningens storlek, strängsprutmotorns steg och mikrostegsstorlek etc. >

• Om filamentdiametern inte är helt konsekvent, kommer du också att strängspruta för mycket eller för lite material.

• Om materialet inte är kyls eller hålls varm på lämpligt sätt eftersom den strängsprutas (detta varierar beroende på material), det kommer att hänga, skeva eller krulla och hamna på en annan plats än du ville ha.

• Ju mer du varierar förhållandet mellan munstycke / extruderingsbredd och lagerhöjd från ett idealt förhållande, desto mer kommer formen på de strängsprutade materialbanorna att skilja sig från modellen du försöker skriva ut. I synnerhet med tjocka lager kommer de att bli rundade snarare än nästan plana längs väggarna.

I teorin kan många av dessa frågor förmodligen mildras mycket bättre än de är nu bara genom bättre skivning – logiken som händer på en dator för att konvertera den ursprungliga 3D-modellen till instruktioner för var man ska pressa ut material.

Med allt sagt kan du få ganska fantastisk noggrannhet fortfarande, särskilt med en bra eller väl avstämd så-så-skrivare.På min billiga Ender 3, efter att ha hanterat några problem då och då som gjorde uppenbart uppenbara problem, kan jag få dimensionell noggrannhet inom 0,1 mm i X- och Y-riktningarna, åtminstone för vissa modeller. Så jag tycker att det är mycket troligt att en bättre eller bättre inställd skrivare kan få 0,05 mm noggrannhet.

Kommentarer

• Detta bara adresserar precisionen för positionering, inte av den utskrivna delen.
• @SeanHoulihane Den andra halvan av svaret täcker uttryckligen noggrannheten för utskriften, tänker inte ’ det? Och det ’ är triviellt uppenbart (och axiomatiskt från styrteknik) att det inte går att skriva ut mer exakt än du kan placera. Så rörelsens noggrannhet är gränsen för utskriftsprecision – utskrift kan bara bli värre än så, inte bättre.
• Tyvärr, ja, du täckte det (och de relevanta faktorerna), men jag tycker att din ’ trivialt uppenbart ’ är inte alls uppenbart för människor som vill fråga om precision – och med dagens ’ s teknik verkar positionering vara en av de mindre källorna till slutresultatfel – ma kung det är en dålig statistik.
• Då är stegvinkelns tolerans. en 5% tolerans på en motor med 1,8 ° per steg betyder att rotorn kan röra sig var som helst mellan 1,71 ° och 1,89 °
• Nominell upplösning för positionering som en ” dålig statistik ” är till stor del vad Jag tänkte på det här svaret – det säger inte ’ om positionering faktiskt är så exakt eller exakt, och inte heller om andra delar av utskriften kommer att begränsa noggrannheten på mycket större sätt.

En av de saker jag fick höra om var att många skrivare inte nödvändigtvis har den galna precisionen på 0,05 mm (50 mikron). En annan person berättade för mig något annat – han sa att de flesta av dessa skrivare faktiskt kunde lägga ut 50 mikron lagerhöjd. Hur är det egentligen? / p>

Båda sakerna du har läst är helt korrekta.

Mest p rinters kan ha 50 mikron lagerhöjder. Skiktets höjd är dock inte lika med ”noggrannhet” eller ”precision”. Lagerhöjdsspecifikationen är en värdelös marknadsföringsterm som du bör ignorera; lagerhöjd är för 3D-skrivare vilken dynamisk kontrast är för bildskärmar.

Alla FDM-skrivare är i sig ganska dåliga att producera delar med snäva toleranser. Filamentsträngsprutningsprocessen introducerar många variabler som är svåra att kontrollera: glödtrådens diameter kan variera, det finns en fördröjning mellan att filament matas in i extrudern och den kommer ut och den kladdiga filamenten som kommer ut ur extrudern beter sig i oförutsägbara sätt.

Ingen har räknat ut hur man kan kvantifiera ”noggrannhet” för 3D-skrivare på ett sätt som korrelerar med kvaliteten på de färdiga delarna. Det är omöjligt att avgöra vilken skrivare som producerar ”bättre” eller mer exakta delar från skrivarens specifikationsblad.

Kommentarer

• I ’ d fara gissningstillverkare kan ’ t ta reda på hur man kvantifierar noggrannheten för deras 3D-skrivare på samma sätt som Google kan ’ t räkna ut en sökning efter annonsfria appar i Google Play. Att räkna ut det tjänar helt enkelt inte ’ t till deras intressen.
• @DmitryGrigoryev Minst en tillverkare bör vara intresserad av att räkna ut det (dvs. tillverkaren som tillverkar mest exakta skrivare).
• Även om du gör de mest exakta skrivarna listar du sann noggrannhet i din skrivare ’ s specifikationer medan alla annars listas upplösning märkt som ” noggrannhet ” kommer att göra dig nackdelig.
• @DmitryGrigoryev som kan kompenseras genom att lista båda i jämförelsetabellen. Med god forskning ’ är det alltid möjligt att skapa bra marknadsföringsmaterial om du har en verklig mätbar fördel.

A upplösning (ibland kallad ”noggrannhet” för marknadsföringsändamål) av 0,05 mm betyder att om du producerar en massa tärningar på 10 mm och en tärning på 10,05 mm blir de 10,05 mm statistiskt större. Observera att tärningar inte behöver vara någonstans nära 10 mm, och inte heller behöver en slumpmässig form från 10,05 mm hög än en slumpmässig matris från 10 mm hög.

A repeterbarhet (aka ”repeteringsnoggrannhet”) på 0,05 mm betyder att i experimentet ovan måste varje matris från 10,05 mm-stapeln vara större varje form från 10 mm hög.Observera att tärningarna fortfarande inte måste vara någonstans nära de faktiska 10 mm.

A precision (aka trueness) på 0,05 mm betyder att i experimentet över den genomsnittliga storleken på en 10 mm matris bör ligga inom 9,975..10,025 mm. Observera att enskilda tärningar inte behöver ligga inom det intervallet.

Slutligen allmän noggrannhet (som definierad i ISO 5725 ) på 0,05 mm betyder att varje 10 mm dör ska ligga inom 9,975..10,025 mm.

För att sammanfatta är uttalandet från din fråga sant för ”kommersiell noggrannhet”, men inte för den allmänna definitionen av noggrannhet. Till exempel här är en artikel som jämför noggrannheten hos 3D-skrivare i tandläkartillämpningar (så vi pratar avancerade maskiner) med genomsnitt noggrannhet från 0,05 till 0,1 mm och absolut noggrannhet i området 0,11 till 0,17 mm.

Kommentarer

• Så du tog upp orden i frågan istället för mekaniken för 3d-skrivaren. Lysande!