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如何实现打印件的尺寸精度

在设计应该与外部物体或其他印刷零件配合的零件时,可以采取哪些措施来确保最终印刷品的尺寸准确并适合其他物体?

据我所知,您至少有两种选择来解决打印机不准确和收缩问题:

  • 调整 CAD 模型中关节周围的空间
  • 在切片器软件中调整尺寸偏移

是否有任何好的工作流程可以用来准确地设计和打印 3D 模型,而无需借助反复试验?

5个回答

我认为最好的方法是尽可能校准您的打印机和切片机。当人们上传经过调整以适合他们的打印机/材料的 STL 时,我最讨厌的事情之一是。有许多质量不同的材料供应商以及许多材料和不同的打印机,它们不应将公差纳入零件中,因为最终它通常只会使其他人尝试打印模型变得更加困难。

如果您不共享模型,那么我只能说您最好校准打印机并根据材料调整切片机。使用其他人的模型时,您会更幸运,设计自己的模型时也会更轻松。

如果您仍然遇到问题,那么修改模型可能是最后的选择。我不知道有任何 CAD 程序可以解决 3D 打印机的问题,因此经验将是您唯一的帮助。我知道在 Inventor 中,您可以四处走动并加厚/偏移模型的各个表面以进行补偿,或者如果您有收缩的百分比,您可以通过草图中的公式获得创意。

所以基本上:在切片机中设置打印机和耗材设置以实现尽可能准确的尺寸,无论打印的模型如何。然后假设打印机正在做正确的事情,调整 CAD 中的边距以使零件(希望)适合任何打印机。听起来很有道理!
+1“*公差不应内置在零件中*”

我认为重要的是要记住,3D 打印机既是一种研发工具,也是一种制造设备。因此,我们应该像对待其他制造设备(如磨机、锯等)一样对待它及其过程。其他(尽管是传统的)制造方法,例如铣床,通常需要对零件进行后处理,以去除任何毛刺并清洁零件。由于像铣刀这样的工具是一种减材技术,它已经可以保持严格的位置/尺寸公差。然而,由于 3D 打印是增材制造,与传统工具相比,很难直接在机器外保持相同的公差。

出于这个原因,如果公差和连接是一个问题,我建议在打印后为更传统的过程计划时间。这可以像使用 Dremel 或使用铣床/车床一样简单。不过,我建议增加切片机中的外壳/地板/屋顶设置以适应减法过程。

这是一些非常合理的建议!我通常在设计时忘记添加额外的外壳/地板/墙壁,最终在不适合任务的模型上摆弄一些dremel工具。
乐于助人。我经常在后处理过程中把自己搞砸,比如按尺寸铰孔,最终切入零件太深并露出填充物。我通常会将我的 CAD 模型中的孔尺寸减小大约 0.010",并将我的外壳增加到大约 5 或 6,以确保我可以在没有这个问题的情况下铰孔。

不幸的是,不同的固件和不同的切片器需要不同的校准技术!那里有很多特定于软件的建议,例如打印单壁校准盒和测量壁厚。这对 Slic3r 来说是一种很好的技术,但对 Simplify3D 来说则不然。这可能非常令人困惑。

以下是您应该做的大纲:

  1. 打印机步数/毫米的粗略校准检查。固件设置中的值对线性运动硬件有意义吗?例如,您可以根据皮带节距和皮带轮齿数计算理论值应该是多少。打印大小适中(~100-200 毫米)的东西并检查它是否为 +/-1-2%。如果它比这更多,则您的步数/毫米可能是错误的。
  2. 使用如下所示的间隙检查打印检查机械间隙http : //www.thingiverse.com/thing : 252490拉紧皮带并执行其他打印机特定的调整以消除间隙。反冲会影响其他校准步骤,因此请确保没有倾斜!
  3. 遵循为您的切片机推荐的挤出体积校准步骤。首先是用卡尺测量您的灯丝直径并将其输入到您的切片机中。然后你通常会“打印一个单壁盒子并测量厚度”“打印一系列 100% 填充校准盒并将挤出乘数调整到看起来不错但不鼓胀的最大值。”通过测量细丝直径,然后在切片机中调整挤出校准设置,您将能够测量未来的细丝,并且打印出来的效果是正确的。给切片机假直径值将迫使您在每次直径变化时重新校准。请注意,您必须为每个细丝材料和挤出机设计重新进行校准。不同的材料/挤出机对将具有不同的咬入深度和有效驱动直径。
  4. 通过打印各种物体尺寸并将“期望尺寸”作为 X 和“实际尺寸”作为 Y 进行精度校准检查。然后找到线性拟合方程,y=mx+b。 (对打印机的 X、Y 和 Z 轴分别执行此操作。)值“m”是您的比例误差。您可以使用切片器对象缩放来解决此问题。例如,ABS 通常需要 100.3-101% 的缩放来解决收缩问题。如果您在使用 PLA 等低收缩材料时出现比例误差,您可以调整固件的 step/mm 值进行补偿。值“b”是您的固定宽度误差。假设您没有反冲,这通常是由少量熔化的塑料向侧面凸出或由挤出体积校准错误引起的。您可以通过微调挤出量来改善这一点。许多切片机还具有“水平/XY 尺寸补偿”设置,您可以使用该设置将零件缩小/扩大 b/2 以校正固定宽度误差。任何无法使用切片器设置纠正的残余固定宽度误差都应作为公差添加到零件模型中。

如果您按照这些步骤操作,您的打印件应该可以获得 +/-0.1 毫米或更好的尺寸精度。*

*不包括增量。那是另一个蜡球。

很棒的帖子!我确实有一个 delta(Kossel Mini),但我相信你的大部分建议都可能在某种程度上相关。无论哪种方式,我认为这个答案都值得留作参考! :)

我在其他答案中没有明确说明的一些建议。

导出分辨率

导出 STL 文件时,您可以提高分辨率。如果尺寸精度非常关键,您需要确认 STL 转换过程没有改变超出最大最小公差的曲面尺寸。即在您的 CAD 程序中打开您的 STL 文件,然后重新测量生成的表面。孔的STL转换使整体略小,外部曲面略大。

材料膨胀

我在我的打印机上注意到打印时零件通常稍大。我已经设法在我的 CAD 模型中解决了这个问题,方法是在导出它们之前在 CAD 中稍微缩小某些尺寸。我的尺寸通常在 XY 方向上相差约 0.1-0.2 毫米,如果您制作的东西非常贴合,则值得在打印前调整文件。

翘曲

如果我有一个需要完全平整的零件,我将使用一个带有额外环(或两个)辅助盘围绕零件的木筏。对于最平坦的一面,我也会将其打印在构建板上。如果你有两个或更多,最好的判断。

斜角平底鞋

如果我有一个零件的平面与构建平台成角度,我会减慢我的挤出机的速度,10mm/s 是我的速度。保持挤出机缓慢移动将有助于确保您的边缘和墙壁相对光滑且变形最少。

校准和设置

大家都说了,我再说一遍。在关键打印之前检查您的打印机。传送带中的任何下垂都会导致下垂,打印测试部件以确保您的温度设置适合您的灯丝,并且您的提取距离将最大限度地减少拉丝。

我用一根新灯丝进行了几次测试打印,然后再次打印大约一半,以确保一切仍然正常工作,如果需要,我会根据需要进行调整。

我打印了几张使用 2.5 毫米“弹簧针”弹簧加载的电触点的拍片。我发现许多变量会影响我设计中孔的大小。流量、温度甚至不同品牌的灯丝都会改变最终尺寸。

我为每个零件和特定灯丝创建了一个配置文件。这样我就可以在不更改其他部分/项目的情况下进行更改。然后我打印一个带有一些 2.5 毫米孔和一些大小为十分之几毫米的测试件。我还在测试件上打了一些垂直的孔和一些水平的孔,因为我发现层的方向会有所不同。

然后我将销钉安装在我的测试件中,并注意哪个方向和直径最适合。

之后,我锁定了我能想到的每个变量!我在我的灯丝存储箱中添加了一些干燥剂珠,发现即使这样也会增加打印孔的直径。

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