Welche Maßnahmen können beim Entwerfen von Teilen, die entweder zu externen Objekten oder zu anderen gedruckten Teilen passen sollen, ergriffen werden, um sicherzustellen, dass die Abmessungen des endgültigen Drucks genau sind und zum anderen Objekt passen?

Meines Wissens haben Sie mindestens zwei Möglichkeiten, um die Ungenauigkeit und den Schwund des Druckers zu berücksichtigen:

• Passen Sie den Abstand um die Gelenke in Ihrem CAD-Modell an
• Passen Sie die Maßversätze in Ihrer Slicer-Software an

Gibt es gute Workflows, mit denen man 3D-Modelle genau entwerfen und drucken kann, ohne auf Versuch und Irrtum zurückgreifen zu müssen?

Ich denke, der beste Weg, dies zu tun, wäre, Ihren Drucker und Slicer so gut wie möglich zu kalibrieren. Eines meiner Lieblingsprobleme ist, wenn Leute STLs hochladen, die an ihren Drucker / ihr Material angepasst wurden. Es gibt viele Materiallieferanten mit unterschiedlicher Qualität sowie viele Materialien und verschiedene Drucker, bei denen die Toleranzen nicht in das Teil eingebaut werden sollten, da es letztendlich für andere, die versuchen, das Modell zu drucken, normalerweise schwieriger ist.

Wenn Sie keine Modelle teilen, ist alles, was ich sagen kann, dass Sie besser dran sind, Ihren Drucker zu kalibrieren und Ihren Slicer auf Ihr Material abzustimmen. Sie haben mehr Glück mit Modellen anderer Leute und können leichter Ihre eigenen entwerfen.

Wenn Sie immer noch Probleme haben, ist das Ändern des Modells wahrscheinlich die letzte Option. Ich kenne keine CAD-Programme, die Probleme mit 3D-Druckern lösen können. Erfahrung wird also Ihre einzige Hilfe sein. Ich weiß, dass Sie in Inventor herumgehen und einzelne Flächen des Modells verdicken / versetzen können, um dies zu kompensieren, oder wenn Sie einen Prozentsatz für Ihren Schwund hätten, könnten Sie mit Formeln in den Skizzen kreativ werden.

Leider erfordern unterschiedliche Firmwares und unterschiedliche Slicer unterschiedliche Kalibrierungstechniken! Es gibt viele softwarespezifische Ratschläge, wie das Drucken einer einwandigen Kalibrierungsbox und das Messen der Wandstärke. Das ist eine gute Technik für Slic3r, aber nicht für Simplify3D. Das kann sehr verwirrend sein.

Hier ist die allgemeine Beschreibung dessen, was Sie tun sollten:

1. Grobe Kalibrierungsprüfung für Druckerschritte / mm. Sind die Werte in Ihren Firmware-Einstellungen für Ihre Linearbewegungshardware sinnvoll? Beispielsweise können Sie berechnen, welche theoretischen Werte auf der Riementeilung und der Anzahl der Riemenscheibenzähne basieren SOLLTEN. Drucken Sie etwas mittelgroßes (~ 100-200 mm) und prüfen Sie, ob es +/- 1-2% beträgt. Wenn es um mehr als das abweicht, sind Ihre Schritte / mm wahrscheinlich falsch.
2. Überprüfen Sie das mechanische Spiel mit einem spielüberprüfenden Aufdruck wie diesem: http://www.thingiverse.com/thing:252490 Spannen Sie die Riemen und führen Sie andere druckerspezifische Anpassungen durch, um das Spiel zu beseitigen. Durch das Spiel werden andere Kalibrierungsschritte ausgelöst. Stellen Sie daher sicher, dass keine Abweichungen auftreten!
3. Befolgen Sie die empfohlenen Schritte zur Kalibrierung des Extrusionsvolumens für Ihren Slicer. Dies beginnt mit der Messung Ihres Filamentdurchmessers mit einem Messschieber und der Eingabe in Ihren Slicer. Und dann werden Sie in der Regel entweder "eine einwandige Schachtel drucken und die Dicke messen" oder "eine Reihe von Kalibrierungsschachteln mit 100% Füllgrad drucken und den Extrusionsmultiplikator auf den größten Wert einstellen, der ohne Ausbeulung gut aussieht."Durch Messen des Filamentdurchmessers und anschließendes Anpassen einer Extrusionskalibrierungseinstellung im Slicer können Sie zukünftige Filamente messen und Ausdrucke werden richtig ausgegeben. Wenn Sie die falschen Durchmesserwerte für den Slicer eingeben, müssen Sie bei jeder Änderung des Durchmessers eine Neukalibrierung durchführen. Beachten Sie, dass Sie diese Kalibrierung für jedes FILAMENT MATERIAL und EXTRUDER DESIGN wiederholen müssen. Unterschiedliche Material / Extruder-Paare haben unterschiedliche Einstichtiefen und einen effektiven Antriebsdurchmesser.
4. Präzisionskalibrierungsprüfung durch Drucken einer Vielzahl von Objektgrößen und Notieren der "gewünschten Größe" als X und der "tatsächlichen Größe" als Y. Finden Sie dann eine lineare Anpassungsgleichung, y = mx + b. (Führen Sie dies separat für die X-, Y- und Z-Achse Ihres Druckers durch.) Der Wert "m" ist Ihr Skalierungsfehler. Sie können dies mit der Skalierung Ihres Slicer-Objekts beheben. Zum Beispiel erfordert ABS normalerweise eine Skalierung von 100,3-101%, um das Schrumpfen zu berücksichtigen. Wenn Sie bei einem Material mit geringer Schrumpfung wie PLA einen Skalierungsfehler haben, können Sie die Schritte / mm-Werte Ihrer Firmware anpassen, um dies zu kompensieren. Der Wert "b" ist Ihr Fehler mit fester Breite.Angenommen, Sie haben kein Spiel, liegt dies normalerweise an der geringen Menge geschmolzenen Kunststoffs, die sich zu den Seiten ausbreitet, oder an einem Fehler bei der Kalibrierung des Extrusionsvolumens. Sie können dies verbessern, indem Sie das Extrusionsvolumen optimieren. Viele Slicer verfügen auch über die Einstellungen "Horizontale / XY-Größenkompensation", mit denen Sie das Teil um b / 2 verkleinern / vergrößern können, um den Fehler der festen Breite zu korrigieren. Jeder verbleibende Fehler mit fester Breite, den Sie nicht mit den Einstellungen des Slicers korrigieren können, sollte als Toleranz in Ihren Teilemodellen hinzugefügt werden.

Wenn Sie diese Schritte ausführen, sollten Sie eine Abmessungsgenauigkeit von +/- 0,1 mm oder besser für Ihre Ausdrucke erzielen. *

* Deltas nicht enthalten. Das ist eine ganz andere Wachskugel.

Ich denke, es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass ein 3D-Drucker sowohl ein F & E-Werkzeug als auch eine Produktionsausrüstung ist. Als solches sollten wir es behandeln und es wird ähnlich wie bei anderen Produktionsanlagen (z. B. Mühlen, Sägen usw.) verarbeitet. Andere (wenn auch traditionelle) Herstellungsverfahren wie eine Mühle erfordern typischerweise eine Nachbearbeitung von Teilen, um Grate zu entfernen und die Teile zu reinigen. Da Werkzeuge wie eine Mühle eine subtraktive Technologie sind, können bereits enge Positions- / Maßtoleranzen eingehalten werden. Da es sich beim 3D-Druck jedoch um additive Fertigung handelt, ist es im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen schwierig, die gleichen Toleranzen direkt aus der Maschine herauszuhalten.

Aus diesem Grund würde ich vorschlagen, nach dem Druck Zeit für einen traditionelleren Prozess einzuplanen, wenn Toleranzen und Verbindungen ein Problem darstellen. Dies kann so einfach sein wie die Verwendung eines Dremels oder einer Mühle / Drehmaschine. Ich würde empfehlen, die Einstellungen für Schale / Boden / Dach in Ihrem Hobel zu erhöhen, um den subtraktiven Prozess zu berücksichtigen.

Einige Vorschläge, die ich nicht explizit in den anderen Antworten gesehen habe.

Auflösung exportieren

Wenn Sie Ihre STL-Dateien exportieren, können Sie die Auflösung erhöhen. Wenn die Maßgenauigkeit äußerst kritisch ist, möchten Sie bestätigen, dass der STL-Konvertierungsprozess die Abmessungen gekrümmter Oberflächen außerhalb Ihrer maximalen Mindesttoleranzen nicht geändert hat. Das heißt, Sie öffnen Ihre STL-Datei in Ihrem CAD-Programm und messen die resultierenden Flächen neu. Durch die STL-Konvertierung für Löcher werden die Löcher etwas kleiner und die äußeren gekrümmten Flächen etwas größer.

Materielle Schwellung

Ich habe auf meinem Drucker festgestellt, dass Teile beim Drucken normalerweise etwas größer sind. Ich habe es geschafft, dies in meinem CAD-Modell zu berücksichtigen, indem ich bestimmte Dimensionen im CAD vor dem Export leicht verkleinert habe. Meine Abmessungen sind in XY in der Regel um etwa 0,1 bis 0,2 mm versetzt. Wenn Sie also etwas mit engen Passungen erstellen, lohnt es sich, die Datei vor dem Drucken zu optimieren.

Verziehen

Wenn ich ein Teil habe, das vollkommen flach sein muss, verwende ich ein Floß mit einem zusätzlichen Ring (oder zwei) von Hilfsscheiben, die das Teil umgeben. Für die flachste Seite drucke ich das auch auf die Bauplatte. Wenn Sie zwei oder mehr haben, entscheiden Sie am besten.

Abgewinkelte Wohnungen

Wenn ich ein Teil mit flachen Oberflächen habe, die im Winkel zur Bauplattform stehen, werde ich meinen Extruder verlangsamen, 10 mm / s ist meine Geschwindigkeit. Wenn Sie den Extruder langsam laufen lassen, wird sichergestellt, dass Ihre Kanten und Wände relativ glatt und mit der geringsten Verzerrung sind.

Kalibrierung und Einrichtung

Jeder hat es gesagt, ich werde es noch einmal sagen. Überprüfen Sie Ihren Drucker vor einem kritischen Druck. Jeder Durchhang in Ihren Bändern führt zu einem Herabhängen. Drucken Sie ein Testteil, um sicherzustellen, dass Ihre Temperatureinstellungen für Ihr Filament gut sind und dass die Entfernung zum Herausziehen die Bespannung minimiert.

Ich mache ein paar Probedrucke mit einem neuen Filament und wieder etwa auf halbem Weg durch eine Rolle, um sicherzustellen, dass alles noch richtig funktioniert, und wenn nötig, werde ich die Dinge nach Bedarf optimieren.

Ich drucke mehrere Streicheleinheiten, die 2,5 mm große "Pogo-Stifte" verwenden, die federbelastete elektrische Kontakte sind. Ich habe festgestellt, dass viele Variablen die Größe der Löcher beeinflussen, die ich in meinem Design habe. Durchfluss, Temperatur, selbst verschiedene Filamentmarken verändern die endgültige Größe.

Ich erstelle ein Profil für jedes Teil und jedes Filament. Auf diese Weise kann ich Änderungen vornehmen, ohne andere Teile / Projekte zu ändern. Dann drucke ich ein Teststück mit einigen 2,5-mm-Löchern und einigen wenigen, die ein paar Zehntel Millimeter größer und kleiner sind. Ich mache auch Löcher in das Teststück, die vertikal und einige horizontal sind, da ich festgestellt habe, dass die Ausrichtung zu den Schichten einen Unterschied macht.

Dann setze ich die Stifte in mein Teststück ein und notiere, welche Ausrichtung und welcher Durchmesser am besten passen.

Danach sperre ich jede Variable, die mir einfällt! Ich fügte meinen Filamentaufbewahrungsbehältern einige Trockenmittelperlen hinzu und stellte sogar fest, dass sich der Durchmesser der gedruckten Löcher vergrößerte.