Máy in 3D có thực sự đạt độ chính xác 50 micron (0,05 mm) không?

Tôi đã luôn tự hỏi về độ chính xác thực tế của các thiết bị in 3D. Khi tìm kiếm một chiếc máy hoàn hảo để mua, tôi đã xem tốc độ, giá cả, dây tóc được hỗ trợ, v.v., nhưng cũng chính xác. Tôi đã từng hỏi ai đó có thể cho tôi một lời khuyên về những gì cần xem xét.

Một trong những điều tôi được kể là nhiều máy in không nhất thiết phải có độ chính xác điên cuồng 0,05 mm (50 micron). Một người khác nói với tôi điều gì đó khác biệt - anh ta nói rằng hầu hết các máy in đó thực sự có khả năng đưa ra chiều cao lớp 50 micron. Làm thế nào là nó thực sự?

Một điều nữa là các máy thái chính thức cho các máy đó cũng cho rằng độ chính xác này là có thật, ví dụ như PrusaSlicer v2.0.

Có nhiều máy móc cao cấp, rất đắt tiền và thậm chí đôi khi họ cho rằng độ phân giải của chúng còn tệ hơn 50 micron.

Không có câu trả lời đơn giản cho câu hỏi này, hoặc nếu có, đó là "không". Tuy nhiên tình hình phức tạp hơn rất nhiều. Khi thông số kỹ thuật của máy in trích dẫn độ chính xác như thế này, chúng thường dựa trên yêu cầu về kích thước danh nghĩa của các chuyển động nhỏ nhất trên mỗi trục bằng một "microstep" của động cơ bước. Có một bài viết tuyệt vời về Hackaday giải thích cách điều này ảnh hưởng đến độ chính xác: Làm thế nào chính xác là Microstepping .

Ở cấp độ định vị cơ học - đặt đầu in ở vị trí cần thiết để đùn vật liệu với độ chính xác mong muốn - bạn có ít nhất các yếu tố này giới hạn độ chính xác của bạn:

• Các bước nhỏ thường được đặt cách nhau một cách đơn điệu giữa các bước, nhưng không nhất thiết phải chia toàn bộ bước thành các phần chẵn. Làm thế nào họ làm tốt là một vấn đề của trình điều khiển bước mà bảng điều khiển máy in của bạn sử dụng. Nói chung, các bước vi mô là 1/16 của một bước (mặc dù có các trình điều khiển với tỷ lệ 1/8, 1/32 hoặc thậm chí 1/256, có thể cả các bước khác nữa), vì vậy nếu bạn thấy độ chính xác định mức 0,05 mm, toàn bộ bước, có thể là mức tối thiểu bạn có thể nhận được độ chính xác đáng tin cậy từ, có khả năng là 0,8 mm.

• Động cơ bước bị lệch một chút - tối đa 2 bước nhưng ít hơn một bước có nhiều khả năng nếu chúng không bị quá tải - dưới tải. Thắt lưng cũng vậy. Điều này ảnh hưởng đến bạn bao nhiêu tùy thuộc vào thiết kế của máy in và khối lượng mỗi trục di chuyển. Máy đùn ổ đĩa trực tiếp là tồi tệ hơn nhiều về vấn đề này. Máy in Delta có lẽ là tốt nhất trong đó.

Những điều này có thể được giảm nhẹ phần nào, bằng sự đánh đổi, bằng cách sử dụng động cơ bước với nhiều bước hơn trên mỗi vòng quay, chip điều khiển bước tốt hơn, giảm bằng bánh răng, v.v.

Trên hết, bạn cũng có ép đùn và các thuộc tính của vật liệu in giới hạn độ chính xác của bạn:

• Động cơ máy đùn phải chịu các vấn đề chính xác tương tự như các định vị. Nếu bạn đùn quá nhiều hoặc quá ít tài liệu ở bất cứ đâu, bạn nhất thiết sẽ gặp vấn đề về độ chính xác. Bạn có thể tính toán chúng dựa trên diện tích mặt cắt ngang của dây tóc, kích thước của thiết bị máy đùn, bước động cơ máy đùn và kích thước microstep, v.v.

• Nếu đường kính dây tóc không hoàn toàn phù hợp, bạn cũng sẽ đùn quá nhiều hoặc quá ít vật liệu.

• Nếu vật liệu không được làm mát hoặc giữ ấm một cách thích hợp khi nó được ép đùn (điều này thay đổi theo vật liệu), nó sẽ bị chùng xuống, cong vênh hoặc cuộn tròn, kết thúc ở một nơi khác với nơi bạn muốn.

• Bạn càng thay đổi tỷ lệ giữa chiều rộng vòi phun / chiều cao và chiều cao lớp so với tỷ lệ lý tưởng, hình dạng của các đường dẫn vật liệu đùn sẽ khác với mô hình bạn đang cố in. Với các lớp dày đặc biệt là chúng sẽ trở nên tròn hơn là gần phẳng dọc theo các bức tường.

Về lý thuyết, rất nhiều vấn đề trong số này có thể được giảm thiểu tốt hơn nhiều so với hiện tại chỉ bằng cách cắt tốt hơn - logic xảy ra trên máy tính để chuyển đổi mô hình 3D ban đầu thành hướng dẫn về nơi để ép đùn vật liệu.

Với tất cả những gì đã nói, bạn vẫn có thể có được độ chính xác khá tuyệt vời, đặc biệt là với một máy in tốt hoặc được điều chỉnh tốt. Trên Ender 3 giá rẻ của tôi, sau khi xử lý một số vấn đề bây giờ và sau đó đã tạo ra những vấn đề rõ ràng rõ ràng, tôi có thể có được độ chính xác kích thước trong vòng 0,1 mm theo hướng X và Y, ít nhất là đối với một số kiểu máy. Vì vậy, tôi nghĩ rằng rất hợp lý khi một máy in tốt hơn hoặc được điều chỉnh tốt hơn có thể có độ chính xác 0,05 mm.

Một trong những điều tôi được kể là nhiều máy in không nhất thiết phải có độ chính xác điên cuồng 0,05 mm (50 micron). Một người khác nói với tôi điều gì đó khác biệt - anh ta nói rằng hầu hết các máy in đó thực sự có khả năng đưa ra chiều cao lớp 50 micron. Làm thế nào là nó thực sự?

Cả hai điều bạn đã đọc là hoàn toàn chính xác.

Hầu hết các máy in có khả năng chiều cao lớp 50 micron. Tuy nhiên, chiều cao lớp không bằng "độ chính xác" hoặc "độ chính xác". Đặc tả chiều cao lớp là một thuật ngữ tiếp thị vô dụng mà bạn nên bỏ qua; chiều cao lớp là đối với máy in 3D, độ tương phản động đối với màn hình.

Tất cả các máy in FDM vốn đã khá tệ trong việc sản xuất các bộ phận có dung sai chặt chẽ. Quá trình ép đùn dây tóc đưa ra rất nhiều biến số khó kiểm soát: đường kính của dây tóc có thể thay đổi, có sự chậm trễ giữa việc đưa dây tóc vào máy đùn và nó đi ra, và dây tóc thoát ra từ máy đùn hoạt động trong những cách không thể đoán trước.

Không ai tìm ra cách định lượng "độ chính xác" cho máy in 3D theo cách tương quan với chất lượng của các bộ phận hoàn thiện. Không thể biết máy in nào sản xuất các bộ phận "tốt hơn" hoặc chính xác hơn từ bảng thông số kỹ thuật của máy in.

Một độ phân giải (đôi khi được gọi là "chính xác" cho các mục đích tiếp thị) là 0,05 mm phương tiện là nếu bạn tạo ra một loạt các con xúc xắc 10 mm và một bó 10.05 xúc xắc mm, thì mm người 10.05 sẽ lớn hơn về mặt thống kê. Lưu ý rằng xúc xắc không thực sự phải ở bất cứ đâu gần 10 mm, cũng như một cái chết ngẫu nhiên từ cọc 10,05 mm phải lớn hơn một cái chết ngẫu nhiên từ cọc 10 mm.

Độ lặp lại (hay còn gọi là "độ chính xác lặp lại") 0,05 mm có nghĩa là trong thí nghiệm trên mỗi lần chết từ cọc 10,05 mm phải lớn hơn mỗi lần chết từ cọc 10 mm. Lưu ý rằng súc sắc của bạn vẫn không phải ở gần 10 mm thực tế.

Một độ chính xác (aka trueness) 0,05 mm phương tiện mà trong thí nghiệm trên kích thước trung bình của một 10mm chết nên trong 9.975..10.025 mm. Lưu ý rằng xúc xắc riêng lẻ không phải nằm trong khoảng đó.

Cuối cùng, độ chính xác chung (như được định nghĩa trong ISO 5725 ) là 0,05 mm có nghĩa là cứ 10 mm chết phải nằm trong khoảng 9,975..10.025 mm.

Tóm lại, tuyên bố từ câu hỏi của bạn là đúng với "độ chính xác thương mại", nhưng không phải là định nghĩa chung về độ chính xác. Ví dụ ở đây là một bài viết so sánh độ chính xác của máy in 3D trong các ứng dụng nha khoa (vì vậy chúng tôi đang nói về máy cao cấp), với độ chính xác trung bình từ 0,05 đến 0,1 mm và độ chính xác tuyệt đối trong khoảng từ 0,11 đến 0 , 17 mm.

Câu trả lời của Tom là chính xác, hầu hết các máy in sẽ hoạt động đúng với độ phân giải chiều cao lớp là 50 micron, sử dụng vòi phun 0,4mm. Kết thúc bề mặt kết quả có thể sẽ tốt hơn ở cài đặt lớp thô hơn và ở độ cao của lớp mịn hơn, chất lượng in có thể bị giảm.

Chiều cao lớp cũng có thể được xác định khá tốt (ngoại trừ các lớp đầu tiên, phần nhô ra, cong vênh, v.v.), nhưng điều này phụ thuộc vào hình dạng máy in.

Các chi tiết không được kiểm soát tốt (hoặc đo lường) là squish / căng của nhựa nóng chảy khi nó được ép đùn. Điều này có thể có một tác động đáng kể đến bề mặt hoàn thiện cục bộ (cũng như kích thước của những thứ như đường kính trong).

Độ chính xác có thể được đánh giá tốt nhất bằng kết quả in các loại phần kiểm tra khác nhau hơn bằng một tham số số đơn giản.