Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

Flugegeheimen
Идет загрузка
Загрузка
04.11.2021
6628
40
3D-печать

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

46

        Думаю, каждый печатник рано или поздно сталкивается с ситуацией, когда напечатанная из вроде бы самого простого ABS-пластика деталь, не подходит к ответной части: то отверстия заплыли (или вовсе съехали), то внешний размер усох. А если этот печатник коммерцией занимается, да еще и следит за своей репутацией, то ему точно может пригодиться эта мини-статья.

        Потому, дабы не дискредитировать технологию в глазах потребителя, делимся наработками и опытом нашей студии 3D печати в печати неPLA-пластиками.

        Изучать процесс будем на примере простецкого кронштейна для крепежа табло:

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

        При остывании после печати, как все знают, детали в той или иной степени усаживаются к центру объема в XY плоскости.

        А еще мы знаем, что на отлаженном нами профиле печати ABS усаживается примерно на 0.5% (если мы молодцы и делаем тесты на усадку и знаем ее процент для каждого материала)

Логично было бы подумать, что нужно

просто увеличить модель на 0.5% по осям X и Y.

        Но усадка - штука хитрая, вредная и нелинейная: в отверстиях она тоже тянется к центру. И как раз на отверстия она влияет значительно сильнее, т.к. когда усаживаются внешние оболочки, их усадке препятствует объем материала между центром детали и оболочкой, а в случае отверстий - им ничего не мешает усаживаться, да еще и внешние контуры давят.

        Так что эти жалкие 0,015мм (на примере отверстия 3мм с чертежа: 3*1.005=3.015мм) нам не помогут, когда отверстие усядет, из опыта, примерно на 0.3мм (а это уже около 11%, по отношению все к тем же к 3мм).

        Сразу же приходит очевидное решение: нужно всего лишь компенсировать усадку отверстий на этапе проектирования. Вариант, но, как и тупо рассверлить отверстие в готовой детали, тоже мимо: вдруг мы потом захотим напечатать эту деталь из материала с другой усадкой или отфрезеровать ее? Разве что моделировать несколько версий детали, но этот способ оставим мсье, явно знающим толк в извращениях 🌚

        В Simplify3D во вкладке "other" для этих случаев есть замечательная опция - "horizontal size compensation", с помощью которой можно надуть или сдуть детали в плоскости стола.

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

        Разберемся, как работает эта настройка:

        На примере все той же несчастной детали 96мм с отверстиями 3мм, добавляем +0.12мм к оболочкам. При печати сферическим безусадочным материалом в вакууме получим внешний размер 96.24мм и отверстия по 2.76мм.

Немного не то: нам же нужно

 отверстия увеличить, а не уменьшить...

        Пробуем наоборот: -0.12мм. Получим 95.76мм и 3.24мм. Уже ближе, но тоже не совсем то: внешний размер поiхал.

        Теперь, если миксануть увеличение размеров детали по осям X и Y с предыдущим фокусом в слайсере и немного посчитать на калькуляторе, можно посчитать результат для следующих настроек: компенсация усадки -0.12мм, увеличение модели на 0.8% по XY.

        Посчитаем:

        (96*1.008-0.12*2)*(1-0.005)=96.04мм для внешнего размера;

        (3*1.008+0.12*2)-0.3=2.96мм для отверстий;

, где 0.005 - ожидаемая реальная усадка всей детали, 0.3мм - ожидаемая реальная усадка внутри отверстия.

Почему 0.8, а не 0.5%? Чтобы компенсировать не только планируемую усадку

, но и заложенное уменьшение внешнего размера.

        

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

        Высчитанный результат вполне себе коррелируется со снятых с печатного изделия размеров:

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печатьПопытка компенсировать усадку, FDM 3D печатьПопытка компенсировать усадку, FDM 3D печатьПопытка компенсировать усадку, FDM 3D печатьПопытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

        ВАЖНО: будьте аккуратнее с параметром горизонтальной компенсации размеров при печати тонкостенных деталей, т.к. при выставлении значения -0.1мм стенка 1.2мм превратится в 1мм.

        ЕЩЕ ВАЖНЕЕ: параметры выше (0.8% и -0.12мм) подобраны под конкретную модель и не являются универсальными для всех деталей, поэтому если хотите близкую к запланированной геометрию для каждой своей печати, придется потратить минутку на посчитать.

        Тем не менее, во всех наших уже отлаженных профилях в s3d уже выставлены настройки горизонтальной компенсации, которые успешно работают в большинстве сценариев, главное – не забывать увеличить размер детали по XY. А действительно так заморачиваться, как в посте, есть смысл только при печати серии или особо ответственных заказов.

        И до кучи, те самые уже отлаженные настройки, которые подходят для большинства задач, которые нам попадаются:

  •         ABS (Filamentarno!) +0.65% и -0.05мм;
  •         ABS GF-4 (Filamentarno!) +0.55% и -0.05мм;
  •         ABS/PA (Filamentarno!) +1% и -0.08-0.1мм;
  •         ABS/PA GF-8 (Filamentarno!) +0.7-0.8% и -0.08мм;
  •         TPU GF-30 (Filamentarno!) +0.5% и -0.04мм;
  •         TPU GF-10 (Filamentarno!) +0.6% и -0.05мм;
  •         PETg (Filamentarno!) +0.3% и -0.03мм;
  •         Nylon (HTP) +1-1,5% и -0.1-0,15мм;
  •         И так далее…

        Также, очевидно, под каждую единичную деталь нет смысла подбирать эти параметры таким образом, но когда приходится печать серийно, с чем нам часто приходится иметь дело, то один раз заморочиться – гораздо более выгодная инвестиция времени, чем рассверливание отверстий в 100-500-1000 деталях.

        Напоследок – фото самих деталек крепежа на своем месте:

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печатьПопытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

        Справедливым будет замечание, что здесь такие допуски и точность излишни, особенно учитывая, что 3d печать в Челябинске, как способ производства технических изделий, у нас еще только в зачаточном состоянии и особо привередливых клиентов не так много, но держать марку надо всегда и сразу, тем более что это относительно простой способ выдавать достойную геометрию продукции при нашей относительно довольно неточной технологии 3Д печати :)

        Нейлон от Hi-Tech-Plast, как еще один пример успешной компенсации усадки (внешний размер должен был быть 128мм, отверстие – 5мм):

Попытка компенсировать усадку, FDM 3D печатьПопытка компенсировать усадку, FDM 3D печать

        Кстати, у этой детальки тяжелая судьба – она не справилась со своей задачей, но об этом уже есть отдельный пост в инсте :)

        Пользуемся таким способом у себя в Asteri-3D уже не первый год и в большинстве случае успешно попадаем в десятую долю миллиметра на всех материалах, кроме, пожалуй, Нейлона, который сильнее остальных подвержен усадке - для него мы 0.2-0.3мм закладываем, в зависимости от геометрии изделия.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

46
Комментарии к статье