Wenn Sie 3D -Druckteile sind - ob für Prototypen oder funktionelle Komponenten -, um die richtige Größe zu erhalten. Sogar ein winziger dimensionaler Fehler kann ein Produkt brechen, ein Projekt verzögern, oder Geld verschwenden. Das ist wo 3D Drucktoleranzen Komm herein. Dieser Leitfaden bricht zusammen, was Toleranzen sind, Die Schlüsselfaktoren, die sie beeinflussen, Wie unterschiedliche 3D -Drucktechnologien stapeln, und praktische Tipps, um sicherzustellen, dass Ihre Teile Ihre technischen Daten entsprechen. Wir werden echte Daten von Branchenführern wie Zemi Technology verwenden, um die Dinge der Grundlage zu halten.
Was sind 3D -Drucktoleranzen?
Beginnen wir mit den Grundlagen: Toleranz Im 3D -Druck ist der zulässige Unterschied zwischen den Abmessungen Ihres CAD -Modells (was du entmützst) und der physische Teil (was du druckst). Zum Beispiel, Wenn Sie einen 100 -mm -Bolzen entwerfen, Eine Toleranz von ± 0,2 mm bedeutet, dass die gedruckte Schraube zwischen 99,8 mm und 100,2 mm liegen kann und trotzdem funktioniert.
Im Gegensatz zur CNC -Bearbeitung, das hat klare internationale Toleranzstandards, 3D Druck hat keine globalen Regeln als von von 2021. Das macht das Verständnis Was toleranzen toleranzen Noch wichtiger - weil Sie Probleme vorhersagen und beheben können, bevor sie stattfinden.
Jeder 3D -gedruckte Teil hat eine gewisse Toleranzschwankung. Das Ziel ist keine Null -Toleranz (das ist unmöglich und teuer) aber die Toleranz gegenüber den Bedürfnissen Ihres Projekts entsprechen. Ein Spielzeugprototyp benötigt möglicherweise lockere Toleranzen als eine Komponente für medizinische Geräte, zum Beispiel.
Schlüsselfaktoren, die 3D -Drucktoleranzen beeinflussen
Vier Hauptfaktoren bestimmen, wie genau Ihre 3D -gedruckten Teile sein werden. Lassen Sie uns jeden mit Beispielen und Daten abbauen, um ihre wirklichen Auswirkungen zu zeigen.
1. Material Schrumpfung
Alle 3D -Druckmaterialien - von thermoplastischen Filamenten bis hin zu Metallpulvern - shrieren Sie, während sie abkühlen oder heilen. Diese Schrumpfung verändert die endgültige Größe des Teils, und ungleichmäßiger Schrumpfung kann das Verziehen verursachen (verdrehte oder gebogene Teile).
- Warum passiert es: Polymere (Kunststoff) Natürlich schrumpfen sie, wenn sie von flüssig/geschmolzen zu fest gehen. Metalle schrumpfen auch, aber bei unterschiedlichen Raten als Kunststoffe.
- Beispiel für reale Welt: Ein PLA -Filament Teil könnte schrumpfen 1-2% Während des Abkühlens, während ein Metall wie Edelstahl 17.4 könnte schrumpfen 5-7% im SLM -Druck. Wenn Sie eine 200 -mm -Kunststoffhalterung entwerfen, 2% Schrumpfung würde es 196 mm machen - zu einer engen Passform kleiner.
- Warping Risiken: Teile mit dicken Geometrien (Wie ein 10 -mm -Feststoffblock) oder ungleiche Wandstärke (Z.B., 2mm in einem Bereich, 5MM in einem anderen) sind wahrscheinlicher, dass sie verzerrt sind. Billig, Kunststoff mit geringer Qualität haben ebenfalls unvorhersehbare Schrumpfung, sie für präzise Teile schlecht machen.
2. Schichtdicke (Auflösung)
Schichtdicke Ist die Höhe jeder Schicht, die der Drucker hinzugefügt wird - denken Sie daran, wie die „Pixel“ des 3D -Drucks. Es beeinflusst direkt die Toleranz, Besonders in der Z-Achse (vertikale Richtung).
- Wie es sich auf die Genauigkeit auswirkt: Dünnere Schichten (Z.B., 0.02mm) mittlere glattere Oberflächen und engere Toleranzen, aber sie brauchen länger, um drucken zu drucken. Dickere Schichten (Z.B., 0.3mm) sind schneller, können aber „Stufen“ -kanten an gekrümmten Teilen erstellen (genannt Schicht -Treppenwirkung), die von Ihrem Design abweichen.
- Technologische Unterschiede:
- FDM- und SLA -Drucker: Die Schichtdicke ist einstellbar, Sie können also Geschwindigkeit gegen Genauigkeit tauschen. Ein Desktop -FDM -Drucker hat möglicherweise inkonsistente Ebenenhöhen (führt zu Größenfehlern), während industrielle FDM -Drucker (Wie die von Stratasys) eine engere Kontrolle beibehalten.
- SLS- und DMLS -Drucker: Die Schichtdicke wird vom Hersteller häufig voreingestellt (Z.B., 0.08MM für SLS), Toleranz ist also konsistenter.
3. Mindestfunktionsgröße
Mindestfunktionsgröße ist das kleinste Detail, das der Drucker zuverlässig drucken kann - wie ein kleines Loch, eine dünne Wand, oder kleiner Text. Wenn Ihr Design Funktionen kleiner ist als diese, Der Teil wird Toleranzprobleme haben.
- Was antreibt es:
- FDM: Düsendurchmesser (Z.B., Eine 0,4 -mm -Düse kann Wände so dünn wie 0,4 mm drucken, Aber 0,8 mm sind sicherer für die Genauigkeit).
- SLA/SLS/DMLS: Laserstrahldurchmesser (Z.B., Ein 0,05 -mm -Laser kann feinere Details drucken als ein 0,1 -mm -Laser).
- Beispiel: Wenn Sie ein 0,3 -mm -Loch in einem FDM -Teil mit einer 0,4 -mm -Düse entwerfen, Der Drucker füllt wahrscheinlich das Loch oder macht es zu groß - die Funktion des Teils zu erfüllen (Wie ein fehlendes Schraubenloch).
4. Größe aufbauen
Größe aufbauen ist die maximale Größe des Teils, den der Drucker verarbeiten kann. Größere Teile haben lockere Toleranzen, weil sie länger dauern, um abzukühlen/zu heilen, was zu mehr Schrumpfung und Verziehen führt.
- Kühlzeiteffekt: Eine 500 -mm -Luft- und Raumfahrthalterung im FDM -Druck könnte annehmen 8+ Stunden zum Drucken. Während dieser Zeit, Die unteren Schichten kühlen vollständig ab, während die oberen Schichten noch geschmolzen sind - und schafft Stress, der den Teil verzieht.
- Stützstruktur Auswirkungen: Große Teile brauchen mehr Unterstützung (Z.B., Eine hohe 300 -mm -Säule muss unterstützt werden, um aufrecht zu bleiben). Das Entfernen von Stützen kann das Teil kratzen oder Material entfernen, seine Dimensionen ändern. Zum Beispiel, Eine gestützte Kante kann 0,5 mm Material verlieren, wenn die Stütze abgezogen werden.
Toleranzen der 3D -Drucktechnologie
Nicht alle 3D -Drucktechnologien haben die gleichen Toleranzen. Unten finden Sie eine detaillierte Tabelle mit Schlüsselspezifikationen für die häufigsten Technologien, Verwenden von Daten aus der Zemi -Technologie. Auf diese Weise können Sie die richtige Technologie für Ihre Toleranzanforderungen auswählen.
Technologie | Toleranzbereich | Volumen aufbauen (Max) | Schichtdicke | Mindestfunktionsgröße | Am besten für |
HP Nylon Multi-Jet-Fusion (mjf) | ± 0,3% (± 0,2 mm pro 100 mm) | 380 X 284 x 380 mm (empfohlen: 356 X 280 x 356 mm) | ~ 0,08 mm | Min: 0.5mm; Empfohlen: 0.7mm | Funktionelle Kunststoffteile (Z.B., Getriebe, Gehege) |
Lasersintern (Sls) | ± 0,3% (± 0,3 mm pro 100 mm) | 350 X 350 x 400 mm | ~ 0,1 mm (1.5MM für wasserdichte Teile) | Min: 0.6mm; Empfohlen: 1.0mm | Langlebige Prototypen, Produktion mit geringem Volumen |
Harzlichthärtung (SLA) | ± 0,2% (± 0,2 mm pro 100 mm) | 736 X 635 x 533 mm (variiert je nach Material) | ~ 0,02 mm | Min: 0.5mm; Empfohlen: 0.8mm | Hochvorbereitete Teile (Z.B., Schmuck, Zahnmodelle) |
FDM (Thermoplastisch) | ± 0,3% (± 0,3 mm pro 100 mm) | 914 X 610 x 914 mm (variiert je nach Material) | 0.05-0,3 mm | Min: 0.4mm; Empfohlen: 0.8mm | Große Teile, mechanische Komponenten (Z.B., Klammern) |
Metalllasersintern (Slm) | ± 0,2% (± 0,1–0,2 mm pro 100 mm) | 276 X 276 x 350 mm | 0.02–0.08 mm (variiert je nach Material) | Äußerlich: 0.75mm; Strukturell: 1.5mm | Hochfeste Metallteile (Z.B., Luft- und Raumfahrtkomponenten) |
Beispiel: Auswahl der Technologie für Toleranzbedürfnisse
Wenn Sie einen 200 -mm -medizinischen Teil mit einer Toleranz von ± 0,3 mm benötigen:
- SLA (± 0,2 mm pro 100 mm) würde Ihnen ± 0,4 mm für 200 mm verleihen - genug darstellen.
- FDM (± 0,3 mm pro 100 mm) würde Ihnen ± 0,6 mm geben - zu locker.
SLA ist also die bessere Wahl hier.
Wie sich nach der Behandlung die Toleranzen auswirkt
Nachbehandlung (Die Schritte, die Sie nach dem Drucken unternehmen) kann die Toleranz entweder reparieren oder ruinieren. Hier erfahren Sie, wie sich gemeinsame Prozesse auf Genauigkeit auswirken:
- Unterstützungsentfernung: Die meisten Technologien (FDM, SLA, Slm) Verwenden Sie Unterstützung. Das Entfernen mit Zange oder einem Messer kann das Teil kratzen oder Lücken verlassen. Zum Beispiel, Ein SLA -Teil mit Stützen am Rand kann 0,2 mm Material verlieren, wenn Stützen abgeschnitten werden.
- Schleifen/Polieren: Das Schleifen kann Oberflächen glätten, aber auch Material entfernen. Wenn Sie einen 10 -mm -Plastikteil zu viel schleifen, Es könnte 9,8 mm werden - Toleranz.
- Beschichtung/Malerei: Beschichtungen (wie Epoxidhöhe) oder Farbe hinzufügen Dicke. Ein 50 -mm -Metallteil mit einer 0,1 -mm -Beschichtung wird 50,2 mm - gute, wenn Sie eine engere Passform benötigen, Aber schlecht, wenn Sie Präzision brauchen.
- Wärmebehandlung (für Metalle): SLM/DMLS -Teile benötigen häufig eine Wärmebehandlung, um Stress zu reduzieren. Dies kann leicht Schrumpfung verursachen (Z.B., 0.5% für Alsimg Aluminium), Sie müssen also Ihr Design anpassen, um dies zu berücksichtigen.
Perspektive der Yigu -Technologie auf 3D -Drucktoleranzen
Bei Yigu Technology, Wir wissen, dass Toleranzen 3D -Druckprojekte machen oder brechen. Unser Rat? Beginnen Sie mit dem Design „Toleranz zuerst“: Passen Sie Ihr Material an, Technologie, und nach der Behandlung zu Ihren Genauigkeitsanforderungen. Zum Beispiel, Wenn Sie einen hochpräzisen Automobilsensor drucken, Verwenden Sie SLA (enge Toleranz) mit einer Schichtdicke von 0,02 mm und minimaler Stütze. Für große Industrieklammern, FDM funktioniert-wählen Sie einfach ein niedriges Materialsmaterial wie Ultem aus 1010. Wir empfehlen auch, zuerst kleine Prototypen zu testen: Mit einem 50-mm-Testteil können Sie Toleranzen einstellen, bevor Sie Komponenten in voller Größe drucken. Mit unserem Herstellernetzwerk, Wir helfen Kunden, die Toleranz auszugleichen, kosten, und Geschwindigkeit, um Teile zu erhalten, die jedes Mal funktionieren.
FAQ:
1. Kann ich im 3D -Druck keine Toleranz bekommen??
Nein - Null -Toleranz (perfekt zu Ihrem CAD -Modell passen) ist im 3D -Druck unmöglich. Sogar die besten Technologien (wie SLA oder SLM) kleine Variationen haben. Stattdessen, Konzentrieren Sie sich auf „funktionale Toleranz“: Die Toleranz, die Ihr Teil zum funktionieren. Zum Beispiel, Ein Spielzeugrad kann ± 1 mm benötigen, Während ein medizinisches Implantat ± 0,1 mm benötigt.
2. Wie passe ich mein Design so ein, dass ein Material Schrumpfung berücksichtigt wird??
Die meisten 3D -Drucksoftware (wie Fusion 360 oder vereinfachen3d) Mit Ihrem Modell skalieren Sie, um die Schrumpfung auszugleichen. Erste, Finden Sie die Schrumpfungsrate Ihres Materials (Z.B., 2% für pla). Skalieren Sie dann Ihr CAD -Modell nach 102% (100% + 2%) Vor dem Drucken. Zum Beispiel, Ein 100 -mm -PLA -Teil auf 102 mm schrumpfen nach dem Abkühlen auf ~ 100 mm.
3. Welche Technologie eignet sich am besten für enge Toleranzen? (± 0,1 mm pro 100 mm)?
Slm (Metall) und Sla (Harz) sind die Top -Auswahlmöglichkeiten. SLM hat eine Toleranz von ± 0,1–0,2 mm pro 100 mm, Es ist großartig für Metallteile wie Luft- und Raumfahrtkomponenten. SLA hat eine Toleranz von ± 0,2 mm pro 100 mm, Das ist ideal für hochpräzise Kunststoffteile wie Zahnmodelle. Vermeiden Sie Desktop -FDM -Drucker für enge Toleranzen - sie haben häufig inkonsistente Schichthöhen und Materialschrumpfungen.