Когда вы 3D -печатные детали - будь то для прототипов или функциональных компонентов - имеют значение правильного размера. Даже крошечная ошибка размеров может сломать продукт, задержать проект, или тратить деньги. Вот где 3D Печать допусков Войдите. Это руководство разрушает, какие допуски, ключевые факторы, которые влияют на них, Как складываются разные технологии 3D -печати, и практические советы, чтобы гарантировать, что ваши части соответствуют вашим характеристикам. Мы будем использовать реальные данные от лидеров отрасли, таких как Zemi Technology, чтобы сохранить вещи.
Что такое 3D -печать допусков?
Давайте начнем с оснований: терпимость В 3D -печати разрешенная разница между размерами вашей модели САПР (что вы дизайн) И физическая часть (что вы печатаете). Например, Если вы разработаете 100 -миллиметровый болт, Допуск ± 0,2 мм означает, что печатный болт может быть между 99,8 мм до 100,2 мм и все еще работает.
В отличие от обработки ЧПУ, который имеет четкие международные стандарты терпимости, 3D Печать не имеет глобальных правил на момент 2021. Это делает понимание Что движет допускими Еще более важно - потому что это позволяет вам предсказать и исправлять проблемы, прежде чем они произойдут.
Каждая 3D -печатная часть имеет некоторое изменение толерантности. Цель - не нулевая терпимость (что невозможно и дорого) Но в соответствии с терпимостью к потребностям вашего проекта. Прототип игрушек может потребоваться более слабые допуски, чем компонент медицинского устройства, например.
Ключевые факторы, которые влияют на допуски 3D -печати
Четыре основных фактора определяют, насколько точно будут ваши 3D -печатные детали. Давайте разбим каждый из них примерами и данными, чтобы показать их реальное влияние.
1. Материальная усадка
Все 3D -печатные материалы - от термопластичных филаментов до металлических порошков - шутка, когда они охлаждают или лечат. Это усадка меняет окончательный размер детали, и неравномерная усадка может вызвать деформацию (скрученные или согнутые части).
- Почему это происходит: Полимеры (пластмассы) естественно сокращается, когда они переходят от жидкости/расплавленного к твердому. Металлы тоже сокращаются, Но с разными тарифами, чем пластмассы.
- Пример реального мира: Часть филамента PLA может сократиться 1-2% во время охлаждения, Пока металл, как нержавеющая сталь 17.4 может сократиться 5-7% в печати SLM. Если вы разработаете 200 -мм пластиковый кронштейн, 2% усадка сделает это 196 мм - слишком маленькая для плотной посадки.
- Деформация рисков: Детали с толстой геометрией (как 10 -миллиметровый твердый блок) или неровная толщина стенки (НАПРИМЕР., 2ММ в одной области, 5мм в другом) чаще деформируются. Дешевый, низкокачественные пластмассы также имеют непредсказуемую усадку, сделать их плохими для точных частей.
2. Толщина слоя (Разрешение)
Толщина слоя Высота каждого слоя, который принтер добавляет - подумайте о нем как «пиксели» 3D -печати. Это напрямую влияет на терпимость, Особенно в оси Z (Вертикальное направление).
- Как это влияет на точность: Более тонкие слои (НАПРИМЕР., 0.02мм) средние плавные поверхности и более жесткие допуски, Но им требуется больше времени, чтобы печатать. Более толстые слои (НАПРИМЕР., 0.3мм) быстрее, но могут создавать «ступенчатые» края на изогнутых частях (называется Эффект лестницы слоя), что отклоняется от вашего дизайна.
- Технологические различия:
- Принтеры FDM и SLA: Толщина слоя регулируется, Таким образом, вы можете торговать скоростью на точность. Настольный принтер FDM может иметь противоречивые высоты слоя (приводя к ошибкам размера), в то время как промышленные принтеры FDM (Как те из Stratasys) Поддерживать более жесткий контроль.
- Принтеры SLS и DMLS: Толщина слоя часто задается производителем (НАПРИМЕР., 0.08мм для SLS), Так что терпимость более последовательна.
3. Минимальный размер функции
Минимальный размер функции это самая маленькая деталь, которую принтер может надежно печатать - как крошечное отверстие, Тонкая стена, или маленький текст. Если в вашем дизайне есть функции меньше этого, У этой части будут проблемы с терпимостью.
- Что его движет:
- ФДМ: Диаметр сопла (НАПРИМЕР., Сопло сопла 0,4 мм может напечатать стены до 0,4 мм, но 0,8 мм безопаснее для точности).
- SLA/SLS/DMLS: Лазерный диаметр (НАПРИМЕР., Лазер 0,05 мм может печатать более тонкие детали, чем лазер 0,1 мм).
- Пример: Если вы разработаете отверстие 0,3 мм в части FDM с сопло 0,4 мм, Принтер, скорее всего, заполнит отверстие или сделает его слишком большим - управлять функцией детали (Как недостающее винтовое отверстие).
4. Размер сборки
Размер сборки максимальный размер детали, с которой принтер может обработать. У больших деталей есть более слабые допуски, потому что им требуется больше времени, чтобы охладить/лечить, приводя к большему усадке и деформации.
- Эффект охлаждения времени: 500 -миллиметровый аэрокосмический кронштейн в печати FDM может занять 8+ часы для печати. За это время, нижние слои полностью остыну.
- Воздействие на структуру поддержки: Большие детали нуждаются в большей поддержке (НАПРИМЕР., Высокая 300 -миллиметровая колонна нуждается в поддержке, чтобы оставаться в вертикальном положении). Удаление опос может поцарапать деталь или удалить материал, Изменение своих размеров. Например, Поддерживаемый край может потерять 0,5 мм материала, когда опор отчитывается.
Допуски с технологией 3D -печати
Не все технологии 3D -печати имеют одинаковые допуски. Ниже приведена подробная таблица ключевых характеристик для наиболее распространенных технологий, Использование данных из технологии Zemi. Это поможет вам выбрать правильную технологию для ваших потребностей в терпимости.
Технология | Диапазон толерантности | Сборка объема (Максимум) | Толщина слоя | Минимальный размер функции | Лучше всего для |
HP Nylon Multi-Jet Fusion (MJF) | ± 0,3% (± 0,2 мм на 100 мм) | 380 х 284 x 380 мм (рекомендуется: 356 х 280 x 356 мм) | ~ 0,08 мм | Мин: 0.5мм; Рекомендуется: 0.7мм | Функциональные пластиковые детали (НАПРИМЕР., передачи, корпуса) |
Лазерное спекание (СЛС) | ± 0,3% (± 0,3 мм на 100 мм) | 350 х 350 x 400 мм | ~ 0,1 мм (1.5мм для водонепроницаемых деталей) | Мин: 0.6мм; Рекомендуется: 1.0мм | Прочные прототипы, Низкое объем производства |
Смола световой отверстие (СЛА) | ± 0,2% (± 0,2 мм на 100 мм) | 736 х 635 x 533 мм (варьируется в зависимости от материала) | ~ 0,02 мм | Мин: 0.5мм; Рекомендуется: 0.8мм | Высокие детали (НАПРИМЕР., ювелирные изделия, стоматологические модели) |
ФДМ (Термопластичный) | ± 0,3% (± 0,3 мм на 100 мм) | 914 х 610 x 914 мм (варьируется в зависимости от материала) | 0.05-0,3 мм | Мин: 0.4мм; Рекомендуется: 0.8мм | Большие части, механические компоненты (НАПРИМЕР., скобки) |
Металлический лазерный спекание (СЛМ) | ± 0,2% (± 0,1–0,2 мм на 100 мм) | 276 х 276 x 350 мм | 0.02–0,08 мм (варьируется в зависимости от материала) | Экстерьер: 0.75мм; Структурный: 1.5мм | Высокие металлические детали (НАПРИМЕР., аэрокосмические компоненты) |
Пример: Выбор технологий для потребностей терпимости
Если вам нужна 200 -мм медицинская часть с допуском ± 0,3 мм:
- СЛА (± 0,2 мм на 100 мм) даст вам ± 0,4 мм для 200 мм - достаточно.
- ФДМ (± 0,3 мм на 100 мм) даст вам ± 0,6 мм - больше свободно.
Так что SLA - лучший выбор здесь.
Как после лечения влияет допуски
После лечения (шаги, которые вы делаете после печати) Может либо исправить, либо разрушить терпимость. Вот как распространенные процессы влияют на точность:
- Поддержка удаления: Большинство технологий (ФДМ, СЛА, СЛМ) Используйте поддержку. Удаление их плоскогубцами или ножом может поцарапать часть или оставить промежутки. Например, Часть SLA с опорами на краю может потерять 0,2 мм материала, когда опор отключена.
- Шлифование/полировка: Шлифование может сгладить поверхности, но также удалять материал. Если вы слишком много отшлифовали пластиковую часть, это может стать 9,8 мм - выпуск терпимости.
- Покрытие/живопись: Покрытия (как эпоксидная смола) или краска добавляет толщину. Металлическая часть 50 мм с покрытием 0,1 мм становится 50,2 мм - хорошо, если вам нужна более плотная посадка, Но плохо, если вам нужна точность.
- Термическая обработка (для металлов): Части SLM/DMLS часто нуждаются в термической обработке, чтобы уменьшить стресс. Это может вызвать небольшую усадку (НАПРИМЕР., 0.5% Для алюминия), Таким образом, вам нужно будет настроить свой дизайн, чтобы учесть его.
Перспектива Yigu Technology на 3D -печать допусков
В Yigu Technology, Мы знаем, что допуски делают или нарушают проекты 3D -печати. Наш совет? Начните с дизайна «толерантность»: Сопоставьте ваш материал, технология, и после лечения ваших потребностей точности. Например, Если вы печатаете высокопрочный автомобильный датчик, Используйте SLA (плотная терпимость) с толщиной слоя 0,02 мм и минимальными опорами. Для крупных промышленных скобок, FDM Работает-просто выберите материал с низким уровнем кручения, такой как Ultem 1010. Мы также рекомендуем сначала тестировать небольшие прототипы: Испытательная часть 50 мм позволяет настраивать допуски перед печати полноразмерных компонентов. С нашей сетью производителей, Мы помогаем клиентам сбалансировать терпимость, расходы, и скорость, чтобы получить детали, которые работают каждый раз.
Часто задаваемые вопросы:
1. Могу ли я получить нулевую терпимость в 3D -печати?
Нет - терпимость (Идеально соответствует вашей модели CAD) невозможно в 3D -печати. Даже лучшие технологии (как SLA или SLM) имеют небольшие вариации. Вместо, Сосредоточьтесь на «функциональной терпимости»: толерантность, которую ваша роль должна работать. Например, Колесо для игрушек может потребоваться ± 1 мм, В то время как медицинский имплантат нуждается в ± 0,1 мм.
2. Как мне настроить дизайн, чтобы учесть усадку материала?
Большинство программ 3D -печати (как слияние 360 или упростить 3d) Позволяет масштабировать вашу модель, чтобы сметить усадку. Первый, Найдите скорость усадки вашего материала (НАПРИМЕР., 2% для PLA). Затем масштабируйте модель САПР по 102% (100% + 2%) Перед печати. Например, 100 -миллиметровая деталь PLA, масштабированная до 102 мм, будет сокращаться до ~ 100 мм после охлаждения.
3. Какая технология лучше всего подходит для жестких допусков (± 0,1 мм на 100 мм)?
СЛМ (металл) и Sla (смола) лучшие варианты. SLM имеет допуск ± 0,1–0,2 мм на 100 мм, Сделать его отличным для металлических деталей, таких как аэрокосмические компоненты. SLA имеет допуск ± 0,2 мм на 100 мм, что идеально подходит для высокопроизводительных пластиковых деталей, таких как зубные модели. Избегайте настольных принтеров FDM для жестких допусков - они часто имеют несовместимую высоту слоя и усадку материала.