Бұл мақалада біз 3D принтерде басып шығарылған өнімнің соңғы өлшемдерін өзгертудің ең көп таралған себептерін қарастырамыз. Бұл мақала дизайнерлер мен өнертапқыштарға 3D басып шығару үшін XNUMXD модельдерін қалай жасау керектігін түсіну үшін пайдалы болады.

Алдымен, кейбір терминологияны енгізейік. 3D басып шығарудың технологиялық процесінде және онымен байланысты технологияларда орын алатын барлық ауытқуларды біз «қате» деп атаймыз. Қателердің қандай түрлері бар екенін қарастырыңыз және олардың әрқайсысын зерттеңіз.

  1. Экструзия ені қатесі.
  2. Қабат биіктігіне байланысты радиустарды жуықтау.
  3. 3D принтерінің экструдердің орналасу дәлдігі.
  4. Инерциялық соққылар.
  5. Материалдың бақыланбайтын шөгуі.
  6. Бірінші қабат қатесі.
  7. Кеуектілік.
  8. Бөлшектерді басып шығарғаннан кейін сәйкестік дәлдігі, құрамдас бөліктерге бөлу.
  9. Тірек материалды ажырату орындары.
  10. Жұқа қабырғаның кедір-бұдырлығы.

Экструзия ені қатесі.

3D басып шығару үшін 3D үлгісін дайындау G-код деп аталатынды жасауға байланысты. G-код – 3D принтердің барлық электр қозғалтқыштарының қозғалысын орнататын компьютерлік код. Бұл қозғалтқыштарға экструдерді жылжытуға жауаптылар кіреді (3D принтердің 3D басып шығару механизмі). Экструдердің қозғалыстары мен қозғалыстары сызықпен анықталатын траекториямен беріледі. XNUMXD басып шығаруға дайындық кезінде модель Z осі бойынша қабаттарға бөлінеді таңдалған қабат биіктігі. Экструдердің траекториясы осы қабаттардың өлшемдеріне негізделген, ал қабат периметрі жағдайында ол Z осі бойынша орташаланған модельдің сыртқы бетін сипаттайды. Өз кезегінде, экструдер G-кодында белгіленген траекторияны, атап айтқанда саптаманың ортасын қайталайды. Сайып келгенде, модельдерді жобалау кезінде саптаманың өзінде пластик экструдталған тесік диаметрі бар екенін ескеру қажет. Қарапайым тілмен айтқанда, саптама радиусы 3D үлгісінің өлшеміне қосылады. 3D принтерді таңдаған кезде, экструзия ені қателігі тұрғысынан, диаметрі кішірек саптамада бөлік дәлдігі жоғары болады. Ал 3D басып шығару үшін үш өлшемді модельдерді жобалау кезінде модельді кеңейту үшін маржа қою керек. Лазерді немесе жарықтандыру құрылғысын пайдаланатын басқа XNUMXD басып шығару технологияларында сыртқы периметр сызығының ені фокусқа, яғни сәуленің қалыңдығына байланысты екенін атап өткім келеді. Әдетте, бұл параметрлерді XNUMXD принтерінің өндірушісімен немесе мамандармен нақтылауға болады. Studia3D.

Тесіктері бар үш өлшемді модельдің мысалында оның қалай жұмыс істейтінін көрейік.

Суретте 3D моделі, дайындалған G-кодтың визуализациясы және 7D басып шығарудың 3-ші қабаты үшін экструдер саптамасының ортасының қозғалыс траекториясы көрсетілген. Тесіктердің периметрін таңдап, траекторияға нақты экструзия енін қабаттаңыз (ашық жасыл түспен белгіленген).

Көріп отырғаныңыздай, тесіктің диаметрі кішірек. Қанша? Бір жағында саптама радиусы + екінші жағында саптама радиусы. Яғни, саңылауды жобалау кезінде саптаманың еніне тең саңылау салу керек. Бұл барлық басқа көліктерге де қатысты. Саптама өлшемі неғұрлым аз болса, соғұрлым бөлік номиналды өлшемдерге жақын болады. Бұл ретте диаметрі кішірек саптамамен басып шығару қымбатқа түседі. Бұл өнімділікке байланысты. Үлкенірек саптама арқылы уақыт бірлігінде көбірек пластик шығады, бұл басып шығару жылдамдығына әсер етеді. Принтердің жұмыс уақыты, сондай-ақ материалдың мөлшері өнімді алу құнына әсер етеді.

Қабат биіктігіне байланысты радиустарды жуықтау.

Көрсетілген қабат биіктігі 3D басып шығару дәлдігіне тікелей әсер етеді. Бұл модельдің вертикаль бойынша кесінділеріндегі радиустарда анық көрсетілген. Алдыңғы абзацтың бөлігін қарастырып, оны 3D принтерінің камерасының шетіне орналастырыңыз.

Суретте көріп отырғаныңыздай, тесіктің сапасы таңдалған қабат биіктігіне байланысты. Қабат биіктігі неғұрлым төмен болса, соғұрлым егжей-тегжейлі болады. Бұл жағдайда 3D басып шығару уақытын ескерген жөн. Қабат биіктігі ұлғайған сайын экструдер сипаттайтын траекторияның жалпы ұзындығын азайту арқылы басып шығару уақыты азаяды. Тиісінше, бөліктің бағасы төмендейді, өйткені. 3D принтерінің жұмыс уақыты 3D басып шығару құнына тікелей әсер етеді.

3D принтерінің экструдердің орналасу дәлдігі.

Бұл параметр G-кодында көрсетілген траекторияның экструдер саптамасының ортасымен қайталану дәлдігін анықтайды. Басқаша айтқанда, бұл параметр басып шығару кезінде экструдер саптамасының ортасының жолдан максималды мүмкін ауытқуын сипаттайды. Бұл параметрді 3D принтерінің өндірушісі нақты принтер үлгісі үшін көрсетеді. Бірақ бұл параметр өндіруші ұсынған 3D басып шығару жылдамдығына сәйкес келетінін атап өткен жөн. Өз кезегінде мамандар Studia3D G-кодын дайындау кезінде бұл параметрдің әсері барынша азайтылады, бірақ толығымен жойылмайды. Жылдамдықтан басқа, бұл параметрге 3D принтерінің қаттылығы және экструдер жетек жүйесі әсер етеді.

Инерциялық соққылар.

Орналастыру дәлдігінің ерекше жағдайы ретінде біз 3D басып шығару кезінде пайда болатын инерциялық соққыларды бөлек нүкте ретінде бөлеміз. Бұл параметрге алдыңғы параграфта сипатталған позициялар әсер етеді, бірақ бұл қате басқа жолмен азайтылады. Мұны осы қатенің басып шығару сапасына әсері пайда болған сәтті - экструдердің қозғалыс векторының бағытының күрт өзгеруін зерттеу арқылы түсінуге болады. Электр қозғалтқыштары жетек жүйесімен бірге траектория бағытын күрт өзгерткенде, кейбір тән салмағы бар басып шығару механизмі алдыңғы бағытта инерция бойынша қозғалуды жалғастырады. Нәтижесінде бетті теріс көрсететін динамикалық демпферлік тербелістер пайда болады. Бұл қатенің әсері екі жолмен төмендейді. Сыртқы периметрді басып шығару жылдамдығын төмендету, біз барлық үлгілерді басып шығару кезінде қолданамыз және G-кодын дайындау сатысында салынады. Екінші әдіс модельді жобалау кезінде белгіленеді: мүмкін болса, модельдегі өткір бұрышты беттерге жұптарды қосу қажет, ол бөлік 2D принтер платформасында орналасқанда, XY жазықтығына параллель бөліктерде, периметрлерде өткір бұрыштар береді. Тәжірибе көрсеткендей, XNUMX мм жұптау жеткілікті деп саналады. Мысалмен көрсетеміз.

Суретте көріп отырғаныңыздай, бұрышты дөңгелектеу арқылы (бетке филе енгізу арқылы) біз бұл қатенің әсерін барынша азайттық.

Материалдың бақыланбайтын шөгуі.

Бұл параметр, әдетте, үлкен нысандарды 3D басып шығару жағдайында өз әсерін тигізеді. Үлкен - бұл кез келген координат осі бойынша 30D принтер камерасының максималды өлшемінен 3%-дан астамын білдіреді. Көбінесе бұл қате қабат аралық адгезияда және XY параллель жазықтықтардағы өлшемдердің төмендеуінде көрінеді.

Біздің бақылауларымыз координат осьтеріне параллель көлденең қима өлшемдеріне қатысты ең көп таралған кейбір материалдардың шамамен шөгуін анықтады.

ABS: XY ≈ 5%; Z ≈ 1% бойынша

PLA: XY ≈ 2%; бойынша Z ≈ 0,5%

Полипропилен: XY ≈ 7%; Z ≈ 10% бойынша

Бірінші қабат қатесі.

G-кодты дайындау бағдарламасы 3D принтерінің платформасын XY жазықтығына абсолютті параллель деп санайды, бірақ іс жүзінде платформаны калибрлеудің де өз қатесі бар. IN Studia3D Бірінші қабаттың қалыңдығының айырмашылығының нормасы:

0.1 мм-ден қабат биіктігінде Δ=0,2 мм

Δ=0.05 мм қабат биіктігі 0,2 мм дейін

Кеуектілік.

3D басып шығару жағдайындағы кеуектілік әдетте тек жағдайда ғана талқыланады ішкі едендерді толтыру пайызы 100% дейін. Дегенмен, 100% толтырумен басып шығару кезінде кеуектілік ешқайда кетпейді.

Бұл дайындаманың жарылған жерін тексергенде анық көрінеді беріктік сипаттамаларын анықтау.

Бөлшектерді басып шығарғаннан кейін сәйкестік дәлдігі, құрамдас бөліктерге бөлу.

Модель 3D принтерінің басып шығару аймағына қосылмаса, ол компоненттерге бөлінеді. Ең жақсы жағдайда, ең дәл құрастыру үшін ойықтар қарастырылған. Модельді құрамдас бөліктерден құрастыру жалпы дизайнның дәлдігіне де әсер ететінін түсіну керек. Бұл дәлдікті бағалау өте қиын. Берілген үлгідегі + - 2% тәртібінің ауытқуын қабылдаймыз. Түйінді бекіту үшін біз ешқашан желім қолданбаймыз, бірақ қолданамыз арнайы химиялық ерітінді. Сайып келгенде, бөлшектер желімделмейді, бірақ материалды термиялық балқыту арқылы ғана емес, химиялық жолмен дәнекерленген. Адгезияның беріктігіне келетін болсақ: ол қабаттар арасындағы адгезиядан жоғары. Қарапайым тілмен айтқанда, егер сіз мұндай бөлікті қабырғаға лақтырсаңыз, ол бұзылады, бірақ ең алдымен буындарда емес.

Тірек материалды ажырату орындары.

Бұл тармақ механикалық түрде жойылған тіректерге қатысты. Тірек материалы мен негізгі бөліктің материалы бір материалдан тұратындықтан, олар температураның әсерінен жай ғана дәнекерленген. Мұндай тіректерді жұлып алғанда, іздер, жіптер, чиптер және т.б.

Бұл қатені минимумға дейін азайту үшін 3D басып шығаруға тапсырыс беру қажет еритін тіректер. Қымбат еритін тірек материалына байланысты 3D басып шығару құны да айтарлықтай өседі. Дәлдік, сұлулық сияқты, құрбандықты қажет етеді.

Жұқа қабырғаның кедір-бұдырлығы.

G-кодын стандартты түрде дайындаған кезде, бағдарлама сіздің бөлікті мүмкіндігінше күшті етуге тырысады. Бұл өнімде жұқа қабырғалы элементтер болған жағдайда ғана жаман. Траекторияны құру кезінде біз қабырғаның ең төменгі қалыңдығын белгілейміз, оның ішінде толтыру. Әдетте, бұл қалыңдық 3-ші саптама диаметріне тең. Бірақ қалыңдығы сыртқы қабырғаның қалыңдығынан аз болатын жерлер болған жағдайда, траекторияны құру кезінде бағдарлама әр жағынан бір периметрді сызып, олардың арасындағы бос орынды толтырады. Толтыру саптаманың 1-2 диаметрі аралығында болатындығына байланысты экструдер дірілдей бастайды, инерциялық соққы басталады (параграфты қараңыз). инерциялық соғу). Бұл қашықтық 1 саптама диаметріне азайған сайын, жақын резонанстық жиілік соғұрлым тезірек пайда болады. Мұның бәрі бұл қабырғаның сыртқы түріне теріс әсер етеді, өйткені діріл көрші материалға беріледі. Нақты қарайық.

Бұл қатені азайту үшін бөлікті қабырға қалыңдығы саптама диаметріне еселі болатындай етіп жобалау керек. Бет айырмашылығы!

Қорытынды.

Қорытындылай келе, 3D басып шығаруға арналған үш өлшемді модельдерді жобалау кезінде өнімнің дәлдігіне әсер ететін барлық факторлардың жиынтығын ескеру қажет екенін атап өткім келеді, бірақ нақты біреуін қарастырмау керек. Команда Studia3D біз күн сайын 3D басып шығару процесінің толық болжамды және басқарылатын болуын қамтамасыз ету үшін жұмыс істейміз, дегенмен кез келген өндіріс түрі сияқты 3D басып шығарудың өзіндік дәлдігі бар. Идеал өлшемдер жоқ. Сондықтан, егер үш өлшемді модельдерге қосымша, өнімнің жұмыс сызбасы ұсынылса, онда барлық сәйкестіктер, төзімділіктер, кедір-бұдырлар және т.б. көрсетілген болса, біз өте қуаныштымыз. Тек осы жағдайда ғана біз технологияны таңдай аламыз, G-кодын дұрыс дайындаймыз және дизайнер белгілеген сапаға кепілдік бере аламыз. Басқа жағдайларда, партияны бастамас бұрын, қажетті параметрлерді тексеріп, таңдап, «көру» пломбаларын жасау керек.