Birbirine uyan parçalar tasarlarken ne tür boşluklar / toleranslar kullanmalıyım?

Diyelim ki kapaklı basit bir kutu modelliyorum. Örnek olarak, kutunun üstündeki dış kenarın 50mm x 50mm olduğunu söyleyeceğiz . 3D modelleme yazılımı ile, bu kutunun üstünü tam olarak 50mm x 50mm'lik bir iç kenar boyutuyla çevrelemek için bir kapak oluşturmak kolaydır ... ancak bu kötü bir fikir gibi görünüyor. Kesinlikle kolay bir açma / kapama sağlamak için bir çeşit boşluk isteyeceğim. Bir tam o bela oluyor gibi uygun görünüyor.

• Bu tür şeyler için ne kadar boşluk bırakıyoruz?
• Meme büyüklüğü ile ilgili mi?
• Her ne kadar sıkı bir şekilde oturmak istediğinizi de sanırım, ancak sıkı bir uyumun bir tür çıtçıt veya klipsin önemli olduğu durumlarda bekliyorum.
• Daha büyük katman boyutlarına sahip taslak baskılar bunu anlamak için yararlı mıdır, yoksa kaba katmanlar işleri son baskıda olduğundan daha sıkı gösteriyor mu?

Kısa versiyon: temel olarak, bu yazıcınıza, markaya, türe, bakım durumuna, ekstruder, dilimleme ayarları, kayış gerginliği, oynatma, sürtünme vb.

Uzun versiyon: Temel olarak yazıcınız ne kadar doğru yazdırılacağını belirler; yazıcıyı kalibre edip ince ayar yaparak doğruluğu biraz etkileyebilirsiniz. Düzenli olarak yapılan,sabit boyutlu kalibrasyon küplerini yazdırmaktır. Bunu yapmadan önce, " Yazıcımın ekstrüderini nasıl kalibre edebilirim?"; bu ekstrüderin kalibre edilmesini açıklar. İnce ayarlanmış bir ekstrüder ile bu XYZ kalibrasyon küplerini yazdırabilir veya sizin durumunuzda örneğin 50 x 50 x 15 mm'lik bir kutu oluşturabilirsiniz. Uzunluğu ve genişliği bir pergel ile ölçtüğünüzde, Bu baskı boyutu için toleransların ne olduğunu bilirsiniz.Nihayetinde, yazıcının bellenimindeki mm başına adımları yeniden ayarlayarak bunu değiştirebilirsiniz, ancak bu her zaman bir tavsiye değildir (mm başına adımlarınız ilişkili olması gerektiği için) kullanılan mekanizmanın mekanik yerleşimine, örneğin kayış boyutu ve kasnak ve kademeli çözünürlük ile birlikte eğim).

Lütfen " Hareketli parçaların birbirine yapışmamasını nasıl sağlayın? " bu cevap, parçalar arasındaki ofset için çeşitli değerlerle dış nesneden ayrılan şeytani şekilleri kullanan bir tolerans kalibrasyon modelinin basılmasını ima eder. Bunu yazdırdığınızda, sizin için ne tür bir toleransın işe yaradığını öğrenebilirsiniz. Küçük parçalardaki toleransların büyük parçalardaki toleranslardan farklı olabileceğini lütfen unutmayın.

Bu nedenle sorunuzun cevabı 3D baskı makinenize bağlıdır, ancak tolerans değerleri genellikle bir milimetrenin onda biri arasında değişir. Örneğinizde olduğu gibi bir kutunun üstünde bir kapak etkinleştirmek için, kapağı tasarlarken toleransı göz önünde bulundurmanız gerekir. Genellikle bir milimetrenin onda biri daha fazla hile yapar, ancak bazı test baskıları yaparsanız önce tam olarak bileceksiniz.

Etki toleransı üzerindeki katman yüksekliğinin ne soruya cevap vermek için ben alıntı :

Dilimleyicinize 25 mm'lik bir küp yükleyin ve dolguyu% 0, perimetreleri 1 ve üst katı katmanları 0 olarak ayarlayın. Ayrıca iyi bir çözünürlükte yazdırmak istersiniz - 0.15 mm'yi seçtim ve aslında bir 0,3 mm'nin aksine duvar kalınlığında küçük (0,02 mm) fark.

Yani evet, katman yüksekliğinin bir etkisi var, ama çok az.

İlginç bir okuma, " matterhackers " dan " 3D Yazıcınızın Toleranslarını Anlama Kılavuzu " dur .

Açıklık değerlerimi baş parmağımın kuralına göre kullanıyorum: 0.1mm - bir kuvvetle sığdırmak için, 0.2mm - sadece zorla kenardan kenara sığdırın.

Örnekler:

1) plastik parça içine basılacak 3mm metal silindir 3mm + 0.1mm * 2 = 3.2mm çapında baskılı delik gerektirir (iki taraftan açıklık)

2) Plastik parçaya sığacak 3mm vida, 3mm + 0.2mm * 2 = 3.4mm'den daha büyük bir deliğe ihtiyaç duyar, bu da 3,5 mm'dir.

Bu tamamen deneysel, ancak benim için her zaman üç farklı yazıcıda ve hem PLA hem de ABS'de çalıştı.

Evet, biraz boşluk gerekli. Mükemmel metal parçaları işliyor olsanız bile, bir boşluk aralığı istersiniz (ve Z ekseni boyunca da yanlış hizalamaya izin verin, uzun eklemler kolayca bağlanabilir).

Buna ek olarak, ekstrüzyon basıncı altında hafifçe şişen duvarlar için küçük bir izin vermeniz gerekir (katman yüksekliği meme çapından daha azdır).

Dikkate alınması gereken diğer faktörler, katman değişikliği sızması (genellikle küçük bir dikişin görünmesini sağlar) ve hızlanmadan kaynaklanan dalgalanma etkileridir. Bu, belirli bir modelin yazıcınızda gerektirdiği boşluğu test etseniz bile, başka bir model tasarlarken aynı boşluğa mükemmel şekilde güvenemeyeceğiniz anlamına gelir. Uyumunuzda rotasyonel simetriye ihtiyacınız varsa, iyi bir sıkı eklemin güvenilir olması daha zor olacaktır.

Bazen yerinde baskı tasarımı, birlikte klipsli tasarıma benzer bir etki verebilir, ancak daha olumlu bir tutmaya izin verebilir

Nozul boyutlarına girmeden ve yerine oturmadan önce, daha büyük resimle başlayalım. Parçaları tanımlamak için ortak bir dil kullanmamız gerekir.

• Ödenek , bir nominal değer veya referans değer ile kesin değer arasında planlanan bir farktır.
  • Açıklık , iki parça arasındaki kasıtlı alanı tanımlayan bir ödenektir.
  • Girişim , iki parça arasındaki kasıtlı örtüşmeyi tanımlayan bir ödenektir.
• Tolerans , belirli bir boyut için izin verilen rastgele sapma veya varyasyon miktarıdır. Parça ne kadar hatayı tolere edebilir ve yine de çalışabilir?

Bir örnek kullanalım. 5mm'lik bir deliğin 5mm'lik bir deliğe girmesini istiyoruz ve aralarında gevşek bir uyum istiyoruz.

5mm dedik, ama hangi 5mm daha önemli - 5mm delik veya 5mm pim? Diğer insanların deliğimizle birlikte kullanmak istedikleri 5 mm'lik pinleri olduğunu varsayalım. Bu durumda pim boyutu bizim kontrolümüz dışındadır ve bu nedenle birlikte çalışabilirlik açısından daha önemlidir.

Gevşek uyum açıklık gerektirir. 0.2mm belirtelim, böylece dönebilirler. 5.0 mm'lik bir pim ile 5.2mm'lik bir delik vererek deliğe 0.2mm'lik ödenek ekleyebiliriz; 4.8mm'lik bir pim ile 5.0mm'lik bir delik vererek 0.2mm'lik payı pimden çıkarabiliriz; veya farkı 5.1mm delik ve 4.9mm pim gibi istediğimiz şekilde bölebiliriz. Pimin daha önemli olduğunu belirttiğimiz için, deliğe ödenek ekleyeceğiz.

Şimdi rolümüzü tanımladığımıza göre, üretim sürecini anlamamıza yardımcı olmak için önemli olan diğer terimleri tanımlayalım:

• Doğruluk , parçalar arasındaki maksimum boyutsal değişimdir. (Başka bir kelime tekrarlanabilirlik olabilir.) Bir makinenin doğruluğundan daha sıkı toleranslı parçalar üretemeyeceğini unutmayın.
• Hassasiyet , bir makinenin yapabileceği adımların boyutudur. Hassasiyet genellikle doğrulukla karıştırılır, ancak aynı şey değildir.

Şimdi makinemizin doğruluğunu anlamamız gerekiyor. Yazıcı pimi 5 mm'den daha büyük veya 5 mm'den daha küçük yazdırabilir. Veya 5 mm'den büyük veya 5 mm'den küçük delik yazdırabilir. Yazıcının doğruluğunu belirlemek için bazı 5mm pimler ve 5mm delikler yazdırmamız ve tanımladığımız ile yazdırdıklarımız arasındaki farkları ölçmemiz gerekir. En büyük ve en küçük ölçümler arasındaki fark makinemizin doğruluğudur. X, Y ve Z boyutlarındaki doğruluğu ölçtüğünüzden emin olun; bir yazıcının X ve Y eksenleri arasında parçaların yuvarlaklığını etkileyecek bir fark olabilir. (Kapalıysa, bu genellikle makinenin yazılımında bir kalibrasyon işlemi ile ayarlanabilir.) Ayrıca, yuvarlak parçaları, yuvarlak delikleri, kare parçaları ve kare delikleri test etmeliyiz,

Yazıcının hem yuvarlak delikler hem de yuvarlak pimler için ölçülen doğruluğunun +/- 0,2 mm olduğunu varsayalım.

Sonra boşluğa geçiyoruz. Parçalar arasındaki minimum boşluk nedir ve hala işi yapmaktadır ve kabul edilebilir maksimum boşluk nedir? Tasarımcı olarak karar vermek size kalmış. Bu örnekte gevşek bir oturuş istediğimizi söyledik, bu yüzden pim ve delik arasında en az 0.2 mm'lik bir boşluk tanımlayalım; ancak en fazla 1.0 mm veya parçalar düşecektir.

Makinenin doğruluğu +/- 0,2 mm olduğundan, pim 5,2 mm ile 4,8 mm arasında herhangi bir yerde olacaktır. Bu nedenle delik 5.2mm artı boşluk artı deliğin doğruluğu olmalıdır . Bu delik boyutunu 5.6mm +/- 0.2mm olarak verir. Minimum tolerans koşulu, 0.2 mm boşluk sağlayan minimum boyutlu delik (5.4mm) ve maksimum boyutlu pim (5.2mm) olacaktır; maksimum tolerans, maksimum boyutta bir delik (5.8mm) ve 1.0mm açıklık sağlayan minimum boyutta bir pim (4.8mm) olacaktır.

1,0 mm'lik bir açıklığın gerçekten özensiz olduğunu unutmayın. Uygulamamız için çok gevşek görünebilir. Açıklığı azaltmak için toleransları 0,05 mm'ye kadar sıkmayı düşünebiliriz. Ancak, bir makinenin hassasiyetinden daha dayanıklı bir tolerans üretemediğini belirttik. Yazıcı belirtilen toleranslarımıza uygun bir parça üretemezse, parçaları imal etmek veya bitirmek için farklı bir yol bulmamız gerekir.

Metal işleme dünyasında bunu yapmanın yaygın bir yolu, başlangıçta kasıtlı olarak maksimum malzeme ile üretilecek parçaları belirlemektir. Bu, daha küçük bir delikle başlamamızı ve daha hassas ve yuvarlak bir deliğe açmak için bir delik veya matkap ucu kullanmamızı sağlar. Aynı şeyi bir pim ile daha kalın bir çubukla başlayıp daha düzgün ve yuvarlak hale getirmek için çevirerek veya öğüterek yapabiliriz.

FDM 3D baskı dünyasında, tezgahta da aynı şeyi yapabiliriz. İlk olarak, parçaları ekstra bir duvar katmanıyla (veya iki) yazdırın. Ekstra kalınlık, parçayı çok kötü bir şekilde zayıflatmadan, delme veya taşlama sırasında daha fazla malzeme verir. Yazdırdıktan sonra, temizlemek için delikten bir matkap ucu geçirin. Veya pimi bir matkap motorunun mandrenine döndürün ve bir zımpara kağıdı halkası ile ezin.

Tabii ki ne zaman bir bitirme işlemi eklerseniz, daha fazla emek gerektirir ve bu nedenle daha pahalıdır. Yani bu her açıdan yapmak istediğimiz bir şey değil, ama bunu düşünebiliriz.

Parçaları bu şekilde tanımladığınızda, nozül çapı veya katman yüksekliği ile başlamadığınızı unutmayın. Bunun yerine, meme çapının, katman yüksekliğinin ve varyasyonların tüm nedenlerinin toplamının makinenin ölçülen doğruluğunda gösterilmesine izin veriyorsunuz. Daha küçük nozullar, daha ince katmanlar, ısıtmalı yataklar veya soğutma fanlarının her biri geliştirilmiş doğruluğa katkıda bulunabilir, ancak tüm makine seçeneklerinin kümülatif etkisini hesaba katmak en iyisidir.

Nozul dediğinden beri, FDM 3d baskı demek istedim. Genellikle parçalar arasında bir (1) boşluk taslağını kullanırsınız. Bir anahat genellikle nozulun boyutuna eşittir. 3B baskılı kare bir nesnenin köşeleri yuvarlatılmıştır. Bu yuvarlamanın yarıçapı nozul çapınızın yarısı olacaktır (yani nozül yarıçapı). Ayrıca, ana hat üzerinde herhangi bir aşırı ekstrüzyon meydana gelmiş olsaydı, iki parça birbirine uymazdı. Bu, elbette, kolayca ayrılabilecekleri şekilde tasarlandıklarını varsayar. Aksi takdirde, sürtünmeyi birbirine uydurmak istiyorsanız, onları tam olarak sığdırabilirsiniz.

Genellikle farklı duvar kalınlıkları olan bir test küpü yazdırıyorum ve ortalama sapmayı hesaplıyorum. Bunu hoşgörü olarak kullanıyorum. Ancak, birçok kayış tahrikli kartezyen yazıcının XY ekseni boyunca +/- 0.1 ila 0.25 mm'den daha iyi performans gösterebileceğine inanmıyorum. Sonuç olarak, 0.1 ila 0.25 mm arasında bir şey kullanmanızı öneririm. 0,5 mm'den fazla ise mekaniklerle ilgili bir sorununuz var demektir.

4 ay yazdırdıktan sonra, filament ve nozül geometrisine dayanarak en az iki durum için bir cevap öğrendim. Bu tartışma için .4mm nozullu .1mm katmanlar kullanıyorum.

Birincisi sorumdan temel kutu ve kapak. Bir daire içindeki nozül açıklığının şeklini hatırlamak önemlidir ve bu nedenle açık havaya ekstrüde ederken bir silindir alırsınız. Ama biz açık havaya çıkmıyoruz. Ekstrüde edilmiş filamanı yapı yüzeyine veya önceki katmana hafifçe bastırıyoruz. Bu durumda, en iyi ascii sanatımı kullanarak, ekstrüde edilmiş bir filament hattının bir kesiti, sadece bu .4mm nozul boyutuna yaklaşık olarak yaklaşık olarak yuvarlak kenarlara sahiptir:

(    )

Birkaç katman döşediğinizde, yazdırılan bir parçanın dış kenarı daha çok şöyle görünmelidir:

(
(
(
(

burada eğrinin dış kenarı parçanın planlanan boyutlarından hafifçe çıkıntı yapar. Soru ne kadar"? Deneyimlerim şu ana kadar .05mm oldu. Ve unutmayın, hem kutu hem de kapak kısmı için bunu hesaba katmanız gerekir. Ayrıca, kapağı tasarlarken, her bir boyut ekseninin her iki ucundaki bu boşluğu hesaba katmanız gerekir. Bu, 0,2 mm'lik bir boşluk hala güzel ve rahat bir uyum olabileceği anlamına gelir.

İkinci senaryoda, diyelim ki birbirine uyacak bir çift baskınız var. Temel baskı, eşleştirilmiş bir açıklığa yerleştirilecek bir Lego parçası gibi yukarı dönük bir çubuk veya silindir içerir.

Şimdi üst kısımda eşleşen silindir açıklığını oluşturmanız ve ne kadar büyük olduğunu bilmeniz gerekir. Endişe, filamanı tutmak için altında hava dışında hiçbir şey olmayan açıklığın üst kısmıdır. Küçük boşluklar için mesafeyi köprüleyebilirsiniz. Daha büyük boşluklar için destek malzemesi veya yarımküre üstü kullanabilirsiniz.

Diyelim ki bu senaryo için bu seçenekleri zor buluyorsunuz, ya da belki de diğer faktörler bu parçayı yanlara doğru bastırıyorsunuz. bu yüzden bir kutu çorba gibi oturan bir silindir için bir açıklık yerine, parçayı silindir yan tarafına döşiyormuş gibi yazdırırsınız.

Şimdi filamanın nasıl döşendiğinin geometrisini düşünebiliriz. Örnek nozul ve katman boyutlarıyla, açıklığınızın model tarafından belirtilen kesin daire olmadığını biliyoruz . Bunun yerine, eski 8 bit bilgisayar sanatı gibi bir ızgara deseniniz var. Daha da kötüsü, her bir "piksel" in genişliği yükseklikten 4 kat daha fazladır.

Bunu göz önünde bulundurarak, ihtiyacınız olan minimum ekstra alan, .1mm yüksekliğin 1 / 2'si olacaktır ve yanlış durum, bunu .4mm filament genişliğinin 1 / 2'sine kadar genişletebilir. Ve bu parça (her iki tarafta) tüm yol boyunca gittiğinden, bu mesafelere iki kez ihtiyacınız vardır. Bu, daha önce kutu için tartışılan sırt etkisine ek olarak . Sonuç, yuvarlanmış parçanızın .3mm ile .5mm arasında bir boşluk araması gerektiği anlamına gelir; eğer bir parçayı tasarlıyorsanız, bir noktada ölçeklemek isteyebilirsiniz. Bununla birlikte, plastiğin bükülebilir olduğunu ve itme (gerçek) kıpırdamaya gelirse, akla yatkın olduğunu unutmayın. Uygulamada, bu aralığın alt ucuna çok yakın yaptım.