Ao projetar peças que se ajustem a objetos externos ou outras peças impressas, que medidas podem ser tomadas para garantir que as dimensões da impressão final sejam precisas e se ajustem ao outro objeto?

Que eu saiba, você tem pelo menos duas opções para explicar a imprecisão e o encolhimento da impressora:

• Ajuste o espaço ao redor das juntas no seu modelo CAD
• Ajuste deslocamentos dimensionais no seu software slicer

Existe algum bom fluxo de trabalho que se possa usar para projetar e imprimir modelos 3D com precisão, sem recorrer a tentativa e erro?

Eu acho que a melhor maneira de fazer isso seria calibrar sua impressora e slicer da melhor maneira possível. Uma das minhas irritações é quando as pessoas carregam STLs que foram ajustadas para caber em sua impressora / material. Existem muitos fornecedores de materiais que variam em qualidade, bem como muitos materiais e impressoras diferentes, de que as tolerâncias não devem ser incorporadas na peça porque, no final, geralmente apenas dificulta a tentativa de impressão do modelo.

Se você não está compartilhando modelos, tudo o que posso dizer é que você ainda está melhor para calibrar sua impressora e ajustar seu slicer ao seu material. Você terá mais sorte com modelos de outras pessoas e terá mais facilidade em criar seus próprios modelos.

Se você ainda tiver problemas, modificar o modelo provavelmente é a última opção. Não conheço nenhum programa CAD que possa trabalhar com problemas que as impressoras 3D têm, portanto a experiência será sua única ajuda. Sei que no Inventor você pode dar voltas e engrossar / deslocar superfícies individuais do modelo para compensar ou, se você tivesse uma porcentagem de seu encolhimento, poderia ser criativo com fórmulas nos esboços.

Infelizmente, diferentes firmwares e diferentes cortadores requerem diferentes técnicas de calibração! Existem muitos conselhos específicos sobre o software, como imprimir uma caixa de calibração de parede única e medir a espessura da parede. Essa é uma boa técnica para o Slic3r, mas não para o Simplify3D. Pode ser muito confuso.

Aqui está o resumo geral do que você deve fazer:

1. Verificação aproximada da calibração para as etapas da impressora / mm. Os valores nas configurações do firmware fazem sentido para o seu hardware de movimento linear? Por exemplo, você pode calcular quais valores teóricos DEVEM ser baseados no passo da correia e na contagem de dentes da polia. Imprima algo moderadamente grande (~ 100-200mm) e verifique se é +/- 1-2%. Se estiver desativado por mais do que isso, seus passos / mm provavelmente estão errados.
2. Verifique se há folga mecânica usando uma impressão de verificação de folga como esta: http://www.thingiverse.com/thing:252490 Aperte os cintos e execute outro ajuste específico da impressora necessário para eliminar a folga. A folga desencadeará outras etapas de calibração, portanto, verifique se não há descamação!
3. Siga as etapas recomendadas de calibração do volume de extrusão para o seu fatiador. Isso começa com a medição do diâmetro do filamento com pinças e a inserção no cortador. E então você normalmente "imprime uma caixa de parede única e mede a espessura" ou "imprime uma série de caixas de calibração de preenchimento 100% e ajusta o multiplicador de extrusão ao maior valor que fica bom sem abaulamento".Medindo o diâmetro do filamento e, em seguida, ajustando uma configuração de calibração de extrusão no cortador, você poderá medir o filamento futuro e as impressões sairão corretas. Fornecer os valores de diâmetro falso do cortador o forçará a recalibrar toda vez que o diâmetro mudar. Observe que você deve refazer essa calibração para cada MATERIAL DE FILAMENTO e PROJETO DO EXTRUSOR. Pares diferentes de material / extrusora terão profundidades de mordida diferentes e diâmetro de acionamento eficaz.
4. Verifique a calibração de precisão imprimindo uma variedade de tamanhos de objeto e plotando "tamanho desejado" como X e "tamanho real" como Y. Em seguida, encontre uma equação de ajuste linear, y = mx + b. (Faça isso separadamente para os eixos X, Y e Z da sua impressora.) O valor "m" é o seu erro de escala. Você pode usar a escala do objeto slicer para corrigir isso. Por exemplo, o ABS geralmente requer 100.3-101% de escala para explicar o encolhimento. Se houver um erro de escala com um material de baixa retração como o PLA, você poderá ajustar o valor das etapas / mm do firmware para compensar. O valor "b" é o seu erro de largura fixa.Supondo que você não tenha folga, isso geralmente é causado pela pequena quantidade de plástico fundido que se projeta para os lados ou por erro de calibração do volume de extrusão. Você pode melhorar isso ajustando seu volume de extrusão. Muitas barras também possuem configurações de "compensação de tamanho horizontal / XY" que você pode usar para reduzir / expandir a peça em b / 2 para corrigir o erro de largura fixa. Qualquer erro residual de largura fixa que você não pode corrigir com as configurações do slicer deve ser adicionado como tolerância nos seus modelos de peças.

Se você seguir estas etapas, deverá obter +/- 0,1 mm ou melhor precisão dimensional nas suas impressões. *

* Deltas não incluídos. Essa é outra bola de cera.

Eu acho importante lembrar que uma impressora 3D é uma ferramenta de P&D e um equipamento de fabricação. Como tal, devemos tratá-lo e seu processo é semelhante a outras peças de equipamento de fabricação (por exemplo, moinhos, serras, etc.). Outros métodos de fabricação (embora tradicionais), como um moinho, normalmente requerem pós-processamento das peças para remover as rebarbas e limpar as peças. Como ferramentas como uma usina são uma tecnologia subtrativa, ela já pode suportar tolerâncias posicionais / dimensionais rígidas. No entanto, como a impressão 3D é manufatura aditiva, é difícil manter as mesmas tolerâncias diretamente da máquina em comparação com as ferramentas tradicionais.

Por esse motivo, sugiro tempo de planejamento para um processo mais tradicional após a impressão, se tolerâncias e conexões forem uma preocupação. Isso pode ser tão simples quanto usar um Dremel ou usar um moinho / torno. Eu recomendaria aumentar suas configurações de casca / piso / teto em seu slicer para acomodar o processo subtrativo.

Algumas sugestões que não vi explicitamente declaradas nas outras respostas.

Resolução de exportação

Ao exportar seus arquivos STL, você pode aumentar a resolução. Se a precisão dimensional for extremamente crítica, você deve confirmar que o processo de conversão STL não alterou as dimensões das superfícies curvas fora de suas tolerâncias mínimas máximas. Ou seja, abra seu arquivo STL no seu programa CAD e, em seguida, meça novamente as superfícies resultantes. A conversão de STL para furos torna os conjuntos um pouco menores e as superfícies curvas externas um pouco maiores.

Inchaço do material

Percebi na minha impressora que as peças normalmente são um pouco maiores quando impressas. Consegui explicar isso no meu modelo CAD, diminuindo ligeiramente algumas dimensões no CAD antes de exportá-las. Minhas dimensões normalmente são cerca de 0,1-0,2 mm em XY, o que, se você estiver fazendo algo com encaixe perfeito, vale a pena ajustar o arquivo antes da impressão.

Entortar

Se eu tenho uma peça que precisa ser perfeitamente plana, usarei uma balsa com um anel adicional (ou dois) de discos auxiliares ao redor da peça. Para o lado mais plano, também imprimi na placa de construção. Se você tem dois ou mais, melhor julgamento.

Apartamentos angulares

Se eu tiver uma peça com superfícies planas que estão em ângulo com a plataforma de construção, diminuirei a extrusora, 10 mm / s é a minha velocidade. Manter a extrusora se movendo lentamente ajudará a garantir que suas bordas e paredes sejam relativamente suaves e com o mínimo de distorção.

Calibração e configuração

Todo mundo já disse isso, eu vou dizer novamente. Verifique sua impressora antes de uma impressão crítica. Qualquer curvatura nas correias causará queda, imprima uma peça de teste para garantir que as configurações de temperatura sejam boas para o seu filamento e que a distância de extração minimizará as amarras.

Faço algumas impressões de teste com um novo filamento e, novamente, na metade de um rolo para garantir que tudo continue funcionando corretamente e, se necessário, ajustarei as coisas conforme necessário.

Imprimo vários tapetes que usam "pinos Pogo" de 2,5 mm, que são contatos elétricos com mola. Descobri que muitas variáveis ​​influenciarão o tamanho dos furos que tenho no meu design. Fluxo, temperatura, mesmo marcas diferentes de filamentos mudarão o tamanho final.

Eu crio um perfil para cada parte e filamento específico. Dessa forma, eu posso fazer alterações sem alterar outras partes / projetos. Em seguida, imprimo uma peça de teste com alguns orifícios de 2,5 mm e alguns décimos de milímetro maiores e menores. Também faço furos na peça de teste que são verticais e alguns que são horizontais, pois descobri que a orientação para as camadas faz a diferença.

Depois, encaixo os pinos na peça de teste e observo qual orientação e diâmetro se encaixam melhor.

Depois disso, bloqueio todas as variáveis ​​em que consigo pensar! Adicionei algumas contas dessecantes às caixas de armazenamento de filamentos e descobri que isso aumentava o diâmetro dos furos impressos.