От чего зависит точность 3D печати

Благодаря быстрому развитию современных технологий все больше и больше людей имеют доступ к 3D принтеру и и используют 3D печать для решения разных задач. В настоящее время печать методом наплавления (FDM) является основной технологией настольных 3D принтеров, которые используются дома и в офисе.

Принцип работы FDM принтеров заключается в том, что нитевидный термопластичный материал нагревается, плавится с помощью сопла и экструдируется, а затем формируется слой за слоем в готовую деталь. В качестве материалов для печати в основном используются полимеры, такие как ABS и PLA.

Большинство пользователей обеспокоены точностью изделий, напечатанных на 3D принтерах. Насколько точным является изделие, напечатанное на 3D принтере? Какие факторы влияют на точность печати 3D принтеров?

Сегодня на примере FDM печати мы рассмотрим несколько факторов, которые влияют на точность изделий, изготовленных на 3D принтере. Надеемся, что эта статья будет полезна и поможет решить сложности, возникающие в процессе 3D печати филаментом.

Усадка материала

Расходные материалы для печати (например, PLA и ABS) в процессе 3D печати меняют свою форму с твердой на жидкую, а затем снова твердеют. ​​Когда материал затвердевает и формируется, он немного сжимается.

Деформация, вызванная усадкой, повлияет на точность готовой продукции, напечатанной на 3D принтере. Что мы можем сделать, чтобы повысить точность печати? Компенсировать усадку материала можно, установив значение «коэффициента компенсации усадки» в трех направлениях X, Y и Z в слайсере.

Конструкция рамы 3D принтера

Точность изготовления и сборки самого 3D принтера, а также вибрации в процессе работы будут влиять на точность его печати. Конструкция рамы принтера и жесткость материалов оказывают большое влияние на точность печати.

Рама 3D принтера чаще всего изготавливается ​​из алюминиевого профиля промышленного класса, что делает конструкцию прочной и стабильной. Это также позволяет снизить вибрацию в процессе печати.

Диаметр сопла 3D принтера

Диаметр сопла 3D принтера определяет ширину экструдируемого материала и влияет на тонкость готового продукта. Используя меньший диаметр сопла принтера, вы с большей вероятностью получите более точное изделие, чем при большем диаметре сопла.

3D печать позволяет создавать объекты слой за слоем, поэтому параметры настройки толщины слоя также влияют на степень точности готового изделия. Если вы выберете сопло с большим диаметром, толщина слоя также будет больше. Таким образом, напечатанное изделие будет грубее (хотя печать и будет быстрее). Наоборот, если вы выберете сопло с маленьким диаметром, толщина слоя будет тоньше, поэтому напечатанное изделие будет точнее.

Температура сопла

Температура сопла оказывает большое влияние на свойства материала, скорость потока материала и ширину слоя. Поэтому температура сопла не должна быть слишком низкой или слишком высокой.

Если температура слишком низкая, вязкость материала высокая, а скорость экструзии материала замедляется. Если температура сопла слишком высокая, материал будет более жидким, коэффициент вязкости уменьшится, а текучесть увеличится, при этом скорость экструзии будет слишком высокой для печати точного объекта.

Поэтому температура сопла должна быть установлена ​ в соответствии со свойствами расходных материалов для печати, чтобы гарантировать, что материал находится в нужном состоянии для качественной экструзии. Обычно производитель указывает диапазон температур для наиболее качественной экструзии.

Температура камеры печати

Температура в камере печати влияет на термическое напряжение печатного продукта. Хотя высокая температура помогает снизить термическое напряжение, слишком высокий нагрев негативно влияет на готовое изделие, которое может легко деформироваться. Если температура слишком низкая и материал охлаждается слишком быстро, термическое напряжение увеличивается и также вызывает деформацию продукта.

Для успешной печати с использованием материала ABS лучше поддерживать температуру в камере на уровне 50-60°С. В то время как при печати материалом PLA необходимо обеспечить хорошую вентиляцию и рассеивание тепла, поддерживать постоянную температуру нет необходимости.

Высота слоя

Поскольку каждый слой имеет определенную толщину, на поверхности детали образуется многослойный рисунок. Чем больше высота слоя, тем более заметна слоистость, что делает поверхность более шероховатой.

Для FDM печати невозможно полностью исключить слоистость. Но для минимизации эффекта можно установить меньшую высоту слоя, чтобы получить более качественную и точную деталь.

Размер компенсации

Это относится к разнице значений между фактической линией контура и контурной линией 3D модели. Если вы хотите напечатать изделие с высокой точностью, нужно установить значение компенсации при 3D моделировании. Особенно важно установить значение компенсации для внутренних отверстий, если они имеются у детали. Какой размер компенсации мне следует установить?

Настройка значения компенсации связана с диаметром экструдируемого материала и производительностью 3D принтера. Пользователям 3D принтеров необходимо сделать несколько проб и найти наиболее подходящее значение компенсации в процессе использования принтера.

Скорость экструзии и скорость печати

При разумной скорости печати, чем больше скорость экструзии, тем больше ширина поперечного сечения экструдируемого материала. При увеличении скорости экструзии до определенного значения материал может прилипать к соплу и оставаться на внешней поверхности изделия.

Когда скорость печати превышает скорость экструзии, экструзия будет недостаточной и приведет к образованию дыр/пузырей внутри детали, и ее будет трудно сформировать должным образом.

Напротив, если скорость печати ниже скорости экструзии, расплавленный материал может скапливаться на сопле, поверхность изделия получается неровной, что влияет на качество печати.

Если нужно получить максимально точное изделие, следует установить соответствующую скорость печати и скорость экструзии.

Итог

Точность печати - это важный показатель, который особенно значим для производства прототипов и конечных деталей. Несколько простых советов, представленных в этой статье, помогут вам разобраться в причинах возникновения неполадок при печати и устранить их.

Наши предыдущие статьи: