Quando si sta stampando 3D parti, sia per prototipi o componenti funzionali, che colloca le giuste dimensioni.. Anche un piccolo errore dimensionale può rompere un prodotto, ritardare un progetto, o sprecare denaro. Ecco dove 3D Tolleranze di stampa Si accomodi. Questa guida suddivide quali sono le tolleranze, I fattori chiave che li influenzano, Come si accumulano diverse tecnologie di stampa 3D, e suggerimenti pratici per garantire che le tue parti soddisfino le tue specifiche. Useremo dati reali da leader del settore come la tecnologia Zemi per mantenere le cose a terra.
Quali sono le tolleranze di stampa 3D?
Cominciamo con le basi: tolleranza Nella stampa 3D è la differenza consentita tra le dimensioni del modello CAD (Cosa progetti) e la parte fisica (cosa stampini). Per esempio, Se si progetta un bullone da 100 mm, Una tolleranza di ± 0,2 mm significa che il bullone stampato può essere compreso tra 99,8 mm e 100,2 mm e funziona ancora.
A differenza della lavorazione a CNC, che ha chiari standard di tolleranza internazionale, 3La stampa D non ha regole globali come 2021. Questo fa capire Ciò che guida le tolleranze Ancora più importante, perché ti consente di prevedere e risolvere i problemi prima che si verifichino.
Ogni parte stampata in 3D ha una variazione di tolleranza. L'obiettivo non è tolleranza zero (che è impossibile e costoso) Ma per abbinare la tolleranza alle esigenze del tuo progetto. Un prototipo di giocattolo potrebbe richiedere tolleranze più lievi rispetto a un componente di dispositivo medico, ad esempio.
Fattori chiave che influenzano le tolleranze di stampa 3D
Quattro fattori principali determinano quanto saranno accurate le parti stampate in 3D. Rompi ognuno con esempi e dati per mostrare il loro vero impatto.
1. Restringimento del materiale
Tutti i materiali di stampa 3D - dai filamenti termoplastici alle polveri in metallo - shrink mentre si raffreddano o curano. Questo restringimento cambia la dimensione finale della parte, e il restringimento irregolare può causare deformazioni (parti attorcigliate o piegate).
- Perché succede: Polimeri (plastica) si restringe naturalmente quando passano da liquido/fuso a solido. Anche i metalli si restringono, Ma a tassi diversi rispetto alla plastica.
- Esempio nel mondo reale: Una parte del filamento di PLA potrebbe ridursi 1-2% Durante il raffreddamento, mentre un metallo come l'acciaio inossidabile 17.4 potrebbe ridursi 5-7% Nella stampa SLM. Se si progetta una staffa di plastica da 200 mm, 2% Il restringimento lo renderebbe 196 mm: piccolo per una vestibilità stretta.
- Rischi di deformazione: Parti con geometrie spesse (Come un blocco solido da 10 mm) o spessori pareti irregolari (PER ESEMPIO., 2mm in un'area, 5mm in un altro) hanno maggiori probabilità di deformare. Economico, Le materie plastiche di bassa qualità hanno anche un restringimento imprevedibile, rendendoli male per parti precise.
2. Spessore dello strato (Risoluzione)
Spessore dello strato è l'altezza di ogni strato che la stampante aggiunge: pensaci come i "pixel" della stampa 3D. Influisce direttamente sulla tolleranza, Soprattutto nell'asse z (direzione verticale).
- Come influisce sulla precisione: Strati più sottili (PER ESEMPIO., 0.02mm) superfici più fluide e tolleranze più strette, Ma impiegano più tempo a stampare. Strati più spessi (PER ESEMPIO., 0.3mm) sono più veloci ma possono creare bordi "a gradini" su parti curve (chiamato il Effetto delle scale a strato), che si discosta dal tuo design.
- Differenze tecnologiche:
- Stampanti FDM e SLA: Lo spessore dello strato è regolabile, Quindi puoi scambiare velocità per l'accuratezza. Una stampante FDM desktop potrebbe avere altezze di strato incoerenti (portando a errori di dimensioni), mentre stampanti industriali FDM (Come quelli di Stratasys) mantenere un controllo più stretto.
- SLS e stampanti DMLS: Lo spessore dello strato è spesso preimpostato dal produttore (PER ESEMPIO., 0.08mm per SLS), Quindi la tolleranza è più coerente.
3. Dimensione minima della funzione
Dimensione minima della funzione è il più piccolo dettaglio che la stampante può stampare in modo affidabile, come un piccolo buco, una parete sottile, o piccolo testo. Se il tuo design ha caratteristiche più piccole di così, La parte avrà problemi di tolleranza.
- Ciò che lo guida:
- FDM: Diametro dell'ugello (PER ESEMPIO., Un ugello da 0,4 mm può stampare pareti sottili come 0,4 mm, ma 0,8 mm è più sicuro per la precisione).
- SLA/SLS/DMLS: Diametro del raggio laser (PER ESEMPIO., Un laser da 0,05 mm può stampare dettagli più fini di un laser da 0,1 mm).
- Esempio: Se si progetta un foro da 0,3 mm in una parte FDM con un ugello da 0,4 mm, La stampante probabilmente riempirà il buco o lo renderà troppo grande, per il trapinimento della funzione della parte (Come un foro di vite mancante).
4. Dimensione di costruzione
Dimensione di costruzione è la dimensione massima della parte che la stampante può gestire. Le parti più grandi hanno tolleranze più ranghi perché impiegano più tempo a raffreddare/cura, portando a un maggiore restringimento e deformazione.
- Effetto tempo di raffreddamento: Una staffa aerospaziale da 500 mm nella stampa FDM potrebbe richiedere 8+ ore da stampare. Durante quel periodo, Gli strati inferiori si raffreddano completamente mentre gli strati superiori sono ancora fusi, creando lo stress che deforma la parte.
- Impatto della struttura di supporto: Grandi parti hanno bisogno di più supporto (PER ESEMPIO., Una colonna alta da 300 mm necessita di supporto per rimanere in posizione verticale). La rimozione dei supporti può graffiare la parte o rimuovere il materiale, cambiando le sue dimensioni. Per esempio, Un bordo supportato potrebbe perdere 0,5 mm di materiale quando i supporti vengono rimasti.
Tolleranze da parte della tecnologia di stampa 3D
Non tutte le tecnologie di stampa 3D hanno le stesse tolleranze. Di seguito è riportata una tabella dettagliata delle specifiche chiave per le tecnologie più comuni, Utilizzo dei dati della tecnologia Zemi. Questo ti aiuterà a scegliere la tecnologia giusta per le tue esigenze di tolleranza.
Tecnologia | Gamma di tolleranza | Build Volume (Max) | Spessore dello strato | Dimensione minima della funzione | Meglio per |
Fusione multi-getto HP Nylon (Mjf) | ± 0,3% (± 0,2 mm per 100 mm) | 380 X 284 X 380mm (raccomandato: 356 X 280 X 356mm) | ~ 0,08 mm | Min: 0.5mm; Raccomandato: 0.7mm | Parti di plastica funzionale (PER ESEMPIO., marcia, recinti) |
Sintering laser (SLS) | ± 0,3% (± 0,3 mm per 100 mm) | 350 X 350 X 400mm | ~ 0,1 mm (1.5mm per parti impermeabili) | Min: 0.6mm; Raccomandato: 1.0mm | Prototipi durevoli, produzione a basso volume |
Currezione della luce in resina (SLA) | ± 0,2% (± 0,2 mm per 100 mm) | 736 X 635 X 533mm (varia in base al materiale) | ~ 0,02 mm | Min: 0.5mm; Raccomandato: 0.8mm | Parti ad alta precisione (PER ESEMPIO., gioielli, modelli dentali) |
FDM (Termoplastico) | ± 0,3% (± 0,3 mm per 100 mm) | 914 X 610 X 914mm (varia in base al materiale) | 0.05-0,3 mm | Min: 0.4mm; Raccomandato: 0.8mm | Grande parti, componenti meccanici (PER ESEMPIO., parentesi) |
Sintering laser metallico (SLM) | ± 0,2% (± 0,1-0,2 mm per 100 mm) | 276 X 276 x 350mm | 0.02–0,08 mm (varia in base al materiale) | Esterno: 0.75mm; Strutturale: 1.5mm | Parti metalliche ad alta resistenza (PER ESEMPIO., componenti aerospaziali) |
Esempio: Scegliere la tecnologia per le esigenze di tolleranza
Se hai bisogno di una parte medica da 200 mm con una tolleranza di ± 0,3 mm:
- SLA (± 0,2 mm per 100 mm) ti darebbe ± 0,4 mm per 200 mm, abbastanza.
- FDM (± 0,3 mm per 100 mm) ti darebbe ± 0,6 mm: perdere.
Quindi SLA è la scelta migliore qui.
Il modo in cui il post-trattamento influenza le tolleranze
Post-trattamento (I passaggi che fai dopo la stampa) può fissare o rovinare la tolleranza. Ecco come i processi comuni influiscono sulla precisione:
- Rimozione del supporto: La maggior parte delle tecnologie (FDM, SLA, SLM) Usa i supporti. Rimuoverli con pinze o un coltello può graffiare la parte o lasciare spazi vuoti. Per esempio, Una parte SLA con i supporti sul bordo potrebbe perdere 0,2 mm di materiale quando i supporti vengono tagliati.
- Levigatura/lucidatura: La levigatura può liscia le superfici ma anche rimuovere il materiale. Se savi troppo una parte di plastica da 10 mm, potrebbe diventare 9,8 mm, out of tolerance.
- Rivestimento/pittura: Rivestimenti (Come epossidico) o vernice aggiungi spessore. Una parte in metallo da 50 mm con un rivestimento da 0,1 mm diventa 50,2 mm, buono se hai bisogno di una vestibilità più stretta, ma cattivo se hai bisogno di precisione.
- Trattamento termico (per i metalli): Le parti SLM/DMLS richiedono spesso un trattamento termico per ridurre lo stress. Questo può causare un leggero restringimento (PER ESEMPIO., 0.5% Per Alsimg Aluminium), Quindi dovrai regolare il tuo design per tenerne conto.
La prospettiva della tecnologia Yigu sulle tolleranze di stampa 3D
Alla tecnologia Yigu, Sappiamo che le tolleranze realizzano o rompono progetti di stampa 3D. Il nostro consiglio? Inizia con il design "Tollerance-First": Abbina il tuo materiale, tecnologia, e post-trattamento per le tue esigenze di precisione. Per esempio, Se stai stampando un sensore automobilistico ad alta precisione, Usa SLA (tolleranza stretta) con uno spessore dello strato di 0,02 mm e supporti minimi. Per grandi parentesi industriali, FDM Works: Scegli solo un materiale a basso contenuto di shrinkage come Ultem 1010. Raccomandiamo anche di testare piccoli prototipi prima: Una parte di prova da 50 mm consente di regolare le tolleranze prima di stampare i componenti a grandezza naturale. Con la nostra rete di produttori, Aiutiamo i clienti a bilanciare la tolleranza, costo, e velocità per ottenere parti che funzionano ogni volta.
Domande frequenti:
1. Posso ottenere tolleranza zero nella stampa 3D?
NO: tolleranza zero (Abbinando perfettamente il tuo modello CAD) è impossibile nella stampa 3D. Anche le migliori tecnologie (come SLA o SLM) avere piccole varianti. Invece, Concentrati sulla "tolleranza funzionale": la tolleranza che la tua parte ha bisogno per lavorare. Per esempio, Una ruota giocattolo potrebbe richiedere ± 1 mm, Mentre un impianto medico ha bisogno di ± 0,1 mm.
2. Come posso regolare il mio design per tenere conto del restringimento del materiale?
La maggior parte del software di stampa 3D (Come la fusione 360 o semplificare3d) Ti consente di ridimensionare il tuo modello per compensare il restringimento. Primo, Trova il tasso di restringimento del tuo materiale (PER ESEMPIO., 2% per PLA). Quindi ridimensiona il tuo modello CAD da 102% (100% + 2%) prima di stampare. Per esempio, Una parte PLA da 100 mm ridimensionata a 102 mm si restringerà a ~ 100 mm dopo il raffreddamento.
3. Quale tecnologia è la migliore per tolleranze strette (± 0,1 mm per 100 mm)?
SLM (metallo) e SLA (resina) sono le migliori scelte. SLM ha una tolleranza di ± 0,1-0,2 mm per 100 mm, rendendolo fantastico per le parti metalliche come i componenti aerospaziali. SLA ha una tolleranza di ± 0,2 mm per 100 mm, che è ideale per parti di plastica ad alta precisione come i modelli dentali. Evita le stampanti FDM desktop per tolleranze strette: spesso hanno altezze di strato incoerenti e restringimento del materiale.