Как повысить точность 3D -печати

Чтобы напечатанная на 3D-принтере шестеренка плавно зацеплялась, а изготовленный на заказ корпус — защёлкивался, её размеры должны быть точными. Именно в этом и заключается цель точности печати, которая сводится к трём вещам: правильные измерения, чистая поверхность и стабильные результаты на каждом отпечатке. Это то, что делает деталь по-настоящему полезной. Повышение точности — это не просто изменение программного обеспечения, а простой процесс управления вашими оборудование, настройки, материалы и среда печатит.

1. Выберите подходящий принтер для вашего задания

Технология вашего принтера — основа его точности. Разные типы принтеров дают совершенно разные результаты, поэтому лучше всего настроить оборудование под то, что вы хотите создать.

• Моделирование методом послойного наплавления (FDM): Ан FDM 3D-принтер Самый популярный вариант, работающий по принципу наложения слоёв и плавления пластиковой нити. Он недорогой и отлично подходит для создания прототипов общего назначения, хотя его точность составляет всего ±0,5 мм. Линии слоёв становятся заметны, а мельчайшие детали теряются.
• Стереолитография (SLA): Эти принтеры затвердевают жидкую смолу с помощью лазера, обеспечивая гораздо более высокую детализацию и глянцевую поверхность. Это делает их идеальными для моделей, требующих высокой точности, например, ювелирных изделий или миниатюр, с точностью ±0,15 мм.
• Селективное лазерное спекание (SLS): SLS-принтеры используют лазер для спекания порошкообразного пластика. Преимущество заключается в том, что объект поддерживается окружающим его материалом, поэтому не требуются специальные опорные конструкции. Эта технология отлично подходит для прочных и сложных деталей, а точность составляет около ±0,3 мм.

Помимо базовой технологии, огромную роль играет и физическая конструкция принтера. Принтер с тяжёлой и прочной рамой будет меньше вибрировать, что предотвратит распространённые дефекты печати. ​​Кроме того, качественные компоненты привода, такие как линейные направляющие, ремни и т.д. шаговые двигатели— позволяют печатающей головке точно перемещаться и создавать точную деталь.

2. Регулярно калибруйте принтер.

Чтобы сохранить ваш 3D-принтер Для обеспечения точности необходимо регулярно проводить калибровку. Это не разовая настройка, а непрерывный процесс. Наиболее важные проверки:

• Выравнивание печатной платформы: Убедитесь, что сопло находится на правильной и одинаковой высоте по всей поверхности построения.
• Калибровка экструдера (E-steps): Убедитесь, что принтер подает точное количество необходимой нити.
• Проверка движения осей: Проверка того, что оси X, Y и Z перемещаются на правильные расстояния.

Самый простой способ проверить калибровку — это распечатать калибровочный куб (куб 20 мм)Измерьте его цифровым штангенциркулем после печати. ​​Если измерения неверны, можно скорректировать настройки в прошивке принтера. Также рекомендуется проверить обновления прошивки от производителя время от времени, поскольку они могут обеспечить повышение производительности.

3. Оптимизируйте настройки слайсера

После того, как ваше оборудование будет хорошо откалибровано, следующим шагом будет оптимизация программное обеспечение для слайсераСлайсер преобразует вашу 3D-модель в инструкции для принтера, и его настройки напрямую влияют на конечную точность. Лучше всего сосредоточиться на следующих ключевых настройках:

• Скорость печати и высота слоя: Более низкая скорость печати даёт пластику больше времени для правильного охлаждения, что способствует сохранению острых углов и мелких деталей. Аналогично, меньшая высота слоя (e.g., 0,12 мм вместо 0,2 мм) обеспечивает более гладкую поверхность. Однако обе эти корректировки увеличивают время печати.
• Скорость потока: этот параметр (иногда называемый множителем экструзии) точно регулирует количество выдавливаемой нити. Если детали выходят немного слишком большими или на поверхности образуются комки, скорость потока может быть слишком высокой. Если между слоями видны зазоры, скорость потока может быть слишком низкой.
• Опровержение: Чтобы предотвратить «натяжение» (тонкие полоски пластика между отдельными частями модели), принтер слегка протягивает нить. Если вы видите эти полосы на отпечатках, вероятно, вам нужно скорректировать настройки ретракции.
• Охлаждение: Правильное охлаждение вентиляторами принтера крайне важно. Оно обеспечивает быстрое затвердевание пластиковых слоёв, что критически важно для предотвращения провисания на выступах и создания аккуратных мостов.

Поиск оптимального баланса между этими настройками часто требует экспериментов с небольшими тестовыми отпечатками. Внесение одной-двух целенаправленных корректировок за раз — самый эффективный способ проверить, что работает.

4. Используйте высококачественные материалы

Выбор материала так же важен, как и калибровка принтера. Недорогие нити или смолы часто имеют несоответствия, которые могут снизить точность идеальной печати.

Фокус на постоянстве материалов

Для FDM-печать, наиболее важным фактором является постоянный диаметр нити. качественная нить с жесткой толерантностью (e.g., ±0,02 мм) будет выдавливаться гораздо равномернее, чем более дешевый с большим допуском (e.g., ±0,05 мм), что напрямую приводит к лучшей точности размеров.

Храните материалы правильно

Как вы храните свои материалы также имеет решающее значение. Большинство FDM-нити Впитывает влагу из воздуха, что приводит к потрескиванию и шипению на хотэнде. Это портит качество поверхности и ослабляет деталь. Всегда храните филамент в герметичном контейнере или специальном сухом боксе с пакетиками с осушителем. SLA-смолы чувствительны к ультрафиолетовому излучению, поэтому их следует хранить в оригинальных непрозрачных флаконах в прохладном, тёмном месте.

5. Управляйте средой печати

Непосредственное воздействие окружающей среды на качество печати может быть неожиданным. Два наиболее важных фактора, которые необходимо контролировать, — это температура и вибрация.

Управляйте температурой, чтобы предотвратить деформацию

Резкие изменения температуры в помещении могут привести к деформациям некоторых видов пластика., особенно АБС, к неравномерному охлаждению и деформации. Это отрывает углы отпечатка от платформы и портит изделие. Использование кожуха вокруг принтера создаёт стабильную тёплую среду, которая значительно снижает деформацию и улучшает адгезию слоёв.

Уменьшите вибрацию и получите более чистые поверхности

Вибрации — еще один распространенный враг качества печати.Если ваш принтер стоит на шатком столе, эти колебания отобразятся на отпечатке в виде дефектов поверхности. Первым делом установите принтер на твёрдую ровную поверхность. Для дополнительной устойчивости популярное и эффективное решение — установить принтер на тяжёлую бетонную плиту, подложив под неё пенопластовый коврик для поглощения вибраций.

6. Используйте программное обеспечение для устранения проблем с оборудованием

Современные прошивки принтеров часто включают в себя расширенные функции, которые могут автоматически компенсировать незначительные недостатки оборудования, значительно повышая точность.

Автоматическое выравнивание кровати (ABL)

Это стандартная и очень удобная функция. Система ABL Сканирование платформы печати в нескольких точках с помощью датчика и построение цифровой карты её поверхности. Принтер использует карту для очень небольшой корректировки высоты сопла в течение первых нескольких слоёв печати. ​​Это обеспечивает безупречную основу для печати, даже если платформа не совсем ровная.

Линейное продвижение/Продвижение под давлением

Эти расширенные функции помогают принтеру контролировать давление нити внутри сопла. интеллектуальное управление потоком во время ускорений и замедленийОни позволяют принтеру создавать гораздо более острые углы и более однородные линии. Это обеспечивает более чёткую детализацию и заметное повышение общей точности.

7. Уточните размеры с помощью постобработки

Иногда для достижения идеальной точности требуется доработка после завершения печати, особенно для деталей с очень жёсткими допусками. Постобработка позволяет устранить этот последний пробел в точности. Распространенные методы включают:

• Шлифовка: Самый простой способ сгладить поверхности и внести незначительные изменения в размеры детали.
• Сверление или рассверливание: Для получения отверстий идеального размера часто лучше всего проектировать их немного меньшего размера. Затем можно использовать сверло или развёртку, чтобы довести отверстие до нужного размера.
• Отверждение (для SLA): Для отпечатков на основе смолы правильное последующее отверждение под воздействием УФ-излучения имеет решающее значение для достижения полной прочности и размерной стабильности.
• Отжиг (для FDM): Осторожный нагрев некоторых видов пластика, таких как PLA, в печи может снять внутренние напряжения, возникающие в процессе печати, что повышает долгосрочную стабильность детали.

Независимо от используемого метода, всегда используйте цифровой штангенциркуль или микрометр для измерения результатов. Это гарантирует необходимую точность и исключает случайное удаление лишнего материала.

8. Проектируйте с учетом печати

Один из самых эффективных способов получить точную деталь — это сделать её правильной на этапе проектирования. Независимо от количества калибровок и доработок программного обеспечения, в конце концов, деталь, которую изначально сложно напечатать, никогда не будет правильной. Этот дальновидный подход широко известен как «Проектирование для аддитивного производства» (DfAM). Некоторые из его ключевых принципов:

• Проектирование с учетом толерантности: При проектировании деталей, предназначенных для соединения друг с другом, необходимо учитывать правильный зазор. Например, штифт диаметром 10 мм не войдет в отверстие диаметром 10 мм. Для обеспечения плотного прилегания должен быть совсем небольшой зазор (обычно от 0,2 до 0,4 мм, в зависимости от принтера).
• Управление навесами: Принтеры могут создавать только определенный угол, прежде чем материал начнет провисать. По возможности проектируйте детали так, чтобы свесы не превышали 45 градусов. избегать необходимости использования громоздких опорных конструкций.
• Уважение к размеру объекта: У каждого принтера есть ограничение на минимальный размер печатаемого объекта, которое во многом определяется размером сопла. Не моделируйте слишком тонкие стенки или слишком мелкие детали, чтобы принтер не смог их надежно воспроизвести.
• Компенсация усадки: Некоторые материалы, такие как АБС, дают усадку при охлаждении. Вы можете компенсировать это прямо в CAD-программе, увеличив масштаб модели на заданный процент.

Они гармонично взаимодействуют с вашим оборудованием, материалом и настройками слайсера. Деталь, разработанная с учётом особенностей её производства, упрощает весь последующий процесс и значительно повышает вероятность корректной печати.

Создавайте точные детали с точностью!

Точность 3D-печати достигается не открытием какой-то одной волшебной настройки. Это вопрос методологии и последовательности. сборка правильного оборудования для выполнения работы и поддержания ее в надлежащем состоянии, оптимизация настроек слайсера насколько это возможно, использование качественных материалов, и проектирование деталей с учетом процесса печати, вы можете надежно воспроизводить точные детали.Получив контроль над каждым этапом, вы сможете перейти от получения отпечатков, которые «достаточно близки», к получению отпечатков, которые в точности соответствуют вашим оригиналам.