เครื่องพิมพ์ 3D มีความแม่นยำถึง 50 ไมครอน (0.05 มม.) จริง ๆ หรือไม่

ฉันสงสัยอยู่เสมอเกี่ยวกับความถูกต้องที่แท้จริงของอุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติ เมื่อมองหาเครื่องที่สมบูรณ์แบบที่จะซื้อฉันดูที่ความเร็วราคาเส้นใยที่รองรับและอื่น ๆ แต่ก็มีความแม่นยำ ฉันเคยถามคนที่สามารถให้คำแนะนำกับฉันเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องดู

หนึ่งในสิ่งที่ฉันบอกคือเครื่องพิมพ์หลายเครื่องไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำบ้าที่ 0.05 มม. (50 ไมครอน) อีกคนหนึ่งบอกฉันว่ามีความแตกต่าง - เขากล่าวว่าเครื่องพิมพ์เหล่านั้นส่วนใหญ่มีความสามารถในการวางเลเยอร์ความสูง 50 ไมครอน เป็นอย่างไรบ้าง

อีกสิ่งหนึ่งคือตัวแบ่งส่วนข้อมูลอย่างเป็นทางการสำหรับเครื่องเหล่านั้นยังอ้างว่าความแม่นยำนี้เป็นจริงเช่น PrusaSlicer v2.0

มีเครื่องจักรระดับสูงและราคาแพงมากมายและบางครั้งพวกเขาก็อ้างว่าความละเอียดของพวกเขาแย่กว่า 50 ไมครอน

ไม่มีคำตอบง่ายๆสำหรับคำถามนี้หรือถ้ามีก็คือ "ไม่" อย่างไรก็ตามสถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้น เมื่อรายละเอียดเครื่องพิมพ์อ้างถึงความถูกต้องเช่นนี้พวกเขามักจะอ้างสิทธิ์ตามขนาดที่ระบุของการเคลื่อนไหวที่เล็กที่สุดในแต่ละแกนด้วย "ไมโครสเต็ป" หนึ่งตัวของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ มีบทความที่ดีเกี่ยวกับ Hackaday ที่อธิบายว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อความแม่นยำอย่างไร : Microstepping แม่นยำมากเพียงใด

ในระดับการวางตำแหน่งทางกล - วางหัวพิมพ์ในตำแหน่งที่จะต้องขับไล่วัสดุด้วยความแม่นยำที่ต้องการ - คุณมีปัจจัยเหล่านี้อย่างน้อยก็จำกัดความแม่นยำของคุณ:

• โดยทั่วไปแล้ว Microsteps จะเว้นระยะแบบโมโนโพลิกอย่างคร่าว ๆ ระหว่างขั้นตอนทั้งหมด แต่ไม่จำเป็นต้องแบ่งขั้นตอนทั้งหมดออกเป็นส่วน ๆ พวกเขาทำได้ดีแค่ไหนในเรื่องของไดรเวอร์สเต็ปต์บอร์ดควบคุมของเครื่องพิมพ์ที่คุณใช้ โดยทั่วไป microsteps อยู่ที่ 1/16 ของขั้นตอน (แม้ว่าจะมีไดรเวอร์ที่มี 1/8, 1/32 หรือแม้กระทั่ง 1/256 หรืออาจเป็นอย่างอื่น) ดังนั้นหากคุณเห็นความแม่นยำระดับ 0.05 มม. ทั้งขั้นตอน ซึ่งอาจเป็นขั้นต่ำที่คุณสามารถได้รับความแม่นยำที่เชื่อถือได้จากมีโอกาส 0.8 มม.

• มอเตอร์สเต็ปเปอร์เบี่ยงเบนไปเล็กน้อย - มากถึง 2 ขั้นตอน แต่มีโอกาสน้อยกว่าหนึ่งขั้นตอนหากไม่ได้โหลดมากเกินไป - ขณะโหลด ดังนั้นเข็มขัด ผลกระทบนี้จะมีผลต่อคุณอย่างไรขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องพิมพ์และจำนวนแกนที่เคลื่อนที่ในแต่ละแกน เครื่องอัดรีดไดรฟ์ตรงนั้นแย่กว่ามากในเรื่องนี้ เครื่องพิมพ์ Delta น่าจะดีที่สุด

สิ่งเหล่านี้สามารถบรรเทาได้บ้างด้วยการแลกเปลี่ยนโดยใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่มีขั้นตอนต่อการหมุนที่ดีขึ้นชิปขับสเต็ปเปอร์ที่ดีกว่าการลดเกียร์ ฯลฯ

ยิ่งไปกว่านั้นคุณยังมีงานรีดและคุณสมบัติของวัสดุการพิมพ์ที่จำกัดความแม่นยำของคุณ:

• มอเตอร์ของเครื่องอัดรีดขึ้นอยู่กับประเด็นความแม่นยำเช่นเดียวกับชิ้นส่วนการวางตำแหน่ง หากคุณขับไล่วัสดุที่มากเกินไปหรือน้อยเกินไปที่ใดก็ตามคุณจำเป็นต้องมีปัญหาเรื่องความแม่นยำ คุณสามารถคำนวณได้ตามพื้นที่หน้าตัดของไส้หลอดขนาดของเครื่องอัดรีดขั้นตอนมอเตอร์เครื่องอัดรีดและขนาดไมโครสเต็ป ฯลฯ

• หากเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยไม่สอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์คุณจะต้องขับไล่วัสดุที่มากเกินไปหรือน้อยเกินไป

• หากวัสดุไม่เย็นหรืออุ่นอย่างเหมาะสมเนื่องจากวัสดุถูกอัดออกมา (สิ่งนี้แตกต่างกันไปตามวัสดุ) มันจะลดลงแปรปรวนหรือม้วนงอและสิ้นสุดในที่ที่แตกต่างจากที่คุณต้องการ

• ยิ่งคุณปรับอัตราส่วนระหว่างความกว้างของหัวฉีด / การอัดขึ้นรูปและความสูงของเลเยอร์จากอัตราส่วนในอุดมคติมากเท่าใดรูปร่างของเส้นทางวัสดุที่ถูกอัดจะยิ่งแตกต่างจากรุ่นที่คุณพยายามพิมพ์ ด้วยชั้นหนาโดยเฉพาะพวกมันจะโค้งมนมากกว่าใกล้กับแนวราบตามผนัง

ในทางทฤษฎีปัญหาเหล่านี้จำนวนมากอาจลดลงได้ดีกว่าตอนนี้โดยการแบ่งส่วนที่ดีกว่า- ตรรกะที่เกิดขึ้นบนคอมพิวเตอร์เพื่อแปลงแบบจำลอง 3 มิติเดิมเป็นคำแนะนำสำหรับที่จะขับไล่วัสดุ

จากทั้งหมดที่กล่าวมาคุณสามารถได้รับความแม่นยำที่น่าทึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเครื่องพิมพ์ที่ดีหรือที่ได้รับการปรับแต่ง ใน Ender 3 ราคาถูกของฉันหลังจากจัดการกับปัญหาบางอย่างในขณะนี้และจากนั้นทำให้เกิดปัญหาที่ชัดเจนอย่างเห็นได้ชัดฉันสามารถได้ความแม่นยำของมิติภายใน 0.1 มม. ในทิศทาง X และ Y อย่างน้อยสำหรับบางรุ่น ดังนั้นฉันคิดว่าน่าจะเป็นไปได้มากที่เครื่องพิมพ์ที่ดีขึ้นหรือปรับได้ดีขึ้นอาจมีความแม่นยำ 0.05 มม.

หนึ่งในสิ่งที่ฉันบอกคือเครื่องพิมพ์หลายเครื่องไม่จำเป็นต้องมีความแม่นยำบ้าที่ 0.05 มม. (50 ไมครอน) อีกคนหนึ่งบอกฉันว่ามีความแตกต่าง - เขากล่าวว่าเครื่องพิมพ์เหล่านั้นส่วนใหญ่มีความสามารถในการวางเลเยอร์ความสูง 50 ไมครอน เป็นอย่างไรบ้าง

ทั้งสองสิ่งที่คุณอ่านนั้นถูกต้องสมบูรณ์

เครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่มีความสูงเลเยอร์ 50 ไมครอน อย่างไรก็ตามความสูงของเลเยอร์ไม่เท่ากับ "ความถูกต้อง" หรือ "ความแม่นยำ" ข้อกำหนดความสูงของเลเยอร์เป็นศัพท์ทางการตลาดที่ไร้ประโยชน์ซึ่งคุณควรมองข้าม ความสูงของเลเยอร์คือสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D สิ่งที่ความคมชัดแบบไดนามิกคือการตรวจสอบ

เครื่องพิมพ์ FDM ทั้งหมดค่อนข้างดีในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อน กระบวนการอัดรีดเส้นใยแนะนำตัวแปรมากมายที่ยากต่อการควบคุม: เส้นผ่านศูนย์กลางของไส้หลอดอาจแตกต่างกันมีความล่าช้าระหว่างการป้อนไส้หลอดเข้าไปในเครื่องอัดรีดและมันจะออกมาและใยเหนียวที่ออกมาจากเครื่องอัดรีดจะทำงานใน วิธีที่คาดเดาไม่ได้

ไม่มีใครเข้าใจวิธีการหาปริมาณ "ความถูกต้อง" สำหรับเครื่องพิมพ์ 3D ในลักษณะที่สัมพันธ์กับคุณภาพของชิ้นส่วนสำเร็จรูป ไม่สามารถบอกได้ว่าเครื่องพิมพ์ใดผลิตชิ้นส่วน "ที่ดีกว่า" หรือแม่นยำกว่าจากแผ่นข้อมูลจำเพาะของเครื่องพิมพ์

ความละเอียด (บางครั้งเรียกว่า "ความถูกต้อง" เพื่อวัตถุประสงค์ทางการตลาด) 0.05 มมหมายความว่าถ้าคุณผลิตพวงของ 10 มมลูกเต๋าและพวงของ 10.05 มมลูกเต๋าจากนั้น 10.05 มมคนที่จะมีขนาดใหญ่ทางสถิติ โปรดทราบว่าลูกเต๋าไม่จำเป็นต้องอยู่ใกล้ 10 มม. และไม่ต้องตายจากการสุ่ม 10.05 มม. กองใหญ่กว่าการสุ่มจากกอง 10 มม.

ความสามารถในการทำซ้ำ (หรือที่เรียกว่า "ความแม่นยำในการทำซ้ำ") ที่ 0.05 มม. หมายความว่าในการทดลองข้างต้นทุกอันจาก 10.05 มม. กองจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าทุกตายจากกอง 10 มม. โปรดทราบว่าลูกเต๋าของคุณยังคงไม่จำเป็นต้องอยู่ใกล้กับที่เกิดขึ้นจริง 10 มม.

แม่นยำ (aka trueness) 0.05 มมหมายความว่าในการทดลองดังกล่าวข้างต้นขนาดเฉลี่ยของ 10 มมตายควรจะอยู่ใน 9.975..10.025 มม โปรดทราบว่าแต่ละลูกเต๋าไม่จำเป็นต้องอยู่ในช่วงเวลานั้น

สุดท้ายความแม่นยำทั่วไป (ตามที่กำหนดในISO 5725 ) ที่ 0.05 มม. หมายความว่าทุก ๆ 10 มม. ควรอยู่ในระยะ 9.975 ..10.025 มม.

ในการสรุปผลข้อความจากคำถามของคุณเป็นจริงสำหรับ "ความแม่นยำในเชิงพาณิชย์" แต่ไม่ใช่สำหรับคำจำกัดความทั่วไปของความถูกต้อง ตัวอย่างเช่นนี่คือบทความเปรียบเทียบความถูกต้องของเครื่องพิมพ์ 3 มิติในแอปพลิเคชันทางทันตกรรม (ดังนั้นเราจึงกำลังพูดถึงเครื่องระดับสูง) โดยมีความแม่นยำโดยเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 0,05 ถึง 0,1 มม. และความแม่นยำแน่นอนในช่วง 0 ถึง 11 17 มม.

คำตอบของทอมถูกต้องเครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่จะทำงานได้อย่างถูกต้องด้วยความละเอียดของเลเยอร์สูง 50 ไมครอนโดยใช้หัวฉีด 0.4 มม. ผิวของผลลัพธ์ที่ได้อาจจะดีกว่าการตั้งค่าเลเยอร์ที่หยาบกว่าและที่เลเยอร์ที่สูงขึ้นคุณภาพของการพิมพ์ก็จะแย่ลง

ความสูงของเลเยอร์นั้นยังมีการกำหนดไว้ค่อนข้างดี (ยกเว้นเลเยอร์แรก, กระเช้า, การแปรปรวน ฯลฯ ) แต่ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องพิมพ์

รายละเอียดที่ไม่ได้รับการควบคุมอย่างดี (หรือวัดได้) คือพลาสติกที่หลอมเหลว / ยืดของพลาสติกหลอมเหลวเนื่องจากถูกอัดขึ้นรูป สิ่งนี้อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเสร็จสิ้นพื้นผิวที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น (รวมถึงขนาดของสิ่งต่าง ๆ เช่นขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายใน)

ความแม่นยำอาจประเมินได้ดีที่สุดจากผลลัพธ์ของการพิมพ์ส่วนทดสอบประเภทต่างๆมากกว่าโดยใช้พารามิเตอร์ตัวเลขแบบง่าย