Siempre me he estado preguntando acerca de la precisión real de los dispositivos de impresión 3D. Al buscar la máquina perfecta para comprar, miré la velocidad, el precio, los filamentos compatibles, etc., pero también la precisión. Una vez le pregunté a alguien que podría darme algún consejo sobre qué mirar.
Una de las cosas que me dijeron fue que muchas impresoras no necesariamente tienen esa precisión loca de 0.05 mm (50 micras). Otra persona me dijo algo diferente: dijo que la mayoría de esas impresoras en realidad eran capaces de colocar una capa de 50 micras de altura. Como es realmente
Otra cosa es que las cortadoras oficiales para esas máquinas también afirman que esta precisión es real, por ejemplo, la PrusaSlicer v2.0.
Hay muchas máquinas de alta gama y muy caras e incluso a veces afirman que su resolución es peor que 50 micras.
Respuestas:
No hay una respuesta simple a esta pregunta, o si la hay, es "no". Sin embargo, la situación es mucho más complicada. Cuando las especificaciones de la impresora citan una precisión como esta, generalmente basan su reclamo en el tamaño nominal de los movimientos más pequeños en cada eje por un "microstep" de los motores paso a paso. Hay un gran artículo sobre Hackaday que explica cómo esto afecta la precisión: cuán preciso es realmente el micropaso .
En el nivel de posicionamiento mecánico, colocando el cabezal de impresión donde debe estar para extruir el material con la precisión deseada, tiene al menos estos factores que limitan su precisión:
Los microsteps generalmente están espaciados de manera aproximadamente monotónica entre pasos completos, pero no necesariamente dividen todo el paso en partes pares. Lo bien que funcionan depende de los controladores paso a paso que utiliza la placa controladora de su impresora. En general, los microsteps son 1/16 de un paso (aunque hay controladores con 1/8, 1/32 o incluso 1/256, tal vez otros también), por lo que si ve una precisión nominal de 0.05 mm, un paso completo, que puede ser el mínimo del que puede obtener una precisión confiable, es probable que sea 0.8 mm.
Los motores paso a paso se desvían ligeramente: hasta 2 pasos completos, pero es menos probable que menos de un paso si no están sobrecargados, bajo carga. Así son los cinturones. Cuánto le afecta esto depende del diseño de la impresora y de la masa que se mueve cada eje. Las extrusoras de accionamiento directo son mucho peores a este respecto. Las impresoras Delta son probablemente las mejores.
Estos pueden mitigarse un poco, con compensaciones, mediante el uso de motores paso a paso con más pasos por rotación, mejores chips de controlador paso a paso, reducción con engranajes, etc.
Además de eso, también tiene extrusión y propiedades del material de impresión que limitan su precisión:
El motor de la extrusora está sujeto a los mismos problemas de precisión que los de posicionamiento. Si extruye demasiado o muy poco material en cualquier lugar, necesariamente tendrá problemas de precisión. Puede calcularlos en función del área de la sección transversal del filamento, el tamaño del engranaje del extrusor, el paso del motor del extrusor y el tamaño del microstep, etc.
Si el diámetro del filamento no es perfectamente consistente, también extruirá demasiado o muy poco material.
Si el material no se enfría o se mantiene caliente adecuadamente a medida que se extruye (esto varía según el material), se doblará, deformará o se doblará, y terminará en un lugar diferente del lugar donde lo quería.
Cuanto más varíe la relación entre el ancho de la boquilla / extrusión y la altura de la capa de una relación ideal, más diferirá la forma de las rutas del material extruido del modelo que está tratando de imprimir. Con capas gruesas, especialmente, se redondearán en lugar de estar casi planas a lo largo de las paredes.
En teoría, muchos de estos problemas probablemente podrían mitigarse mucho mejor de lo que lo son ahora solo con un mejor corte , la lógica que ocurre en una computadora para convertir el modelo 3D original en instrucciones sobre dónde extruir el material.
Con todo lo dicho, aún puede obtener una precisión bastante sorprendente, especialmente con una impresora buena o bien ajustada. En mi Ender 3 barato, después de lidiar con algunos problemas de vez en cuando que eran problemas evidentes, puedo obtener una precisión dimensional dentro de 0.1 mm en las direcciones X e Y, al menos para algunos modelos. Por lo tanto, creo que es muy posible que una impresora mejor o mejor ajustada pueda obtener una precisión de 0,05 mm.
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Ambas cosas que has leído son completamente correctas.
La mayoría de las impresoras son capaces de capas de 50 micrones de altura. Sin embargo, la altura de la capa no es igual a "precisión" o "precisión". La especificación de altura de capa es un término de marketing inútil que debe ignorar; la altura de la capa es para las impresoras 3D lo que el contraste dinámico es para los monitores.
Todas las impresoras FDM son intrínsecamente malas para producir piezas con tolerancias estrictas. El proceso de extrusión de filamentos introduce muchas variables que son difíciles de controlar: el diámetro del filamento puede variar, hay un retraso entre la alimentación del filamento al extrusor y su salida, y el filamento viscoso que sale del extrusor se comporta en formas impredecibles
Nadie ha descubierto cómo cuantificar la "precisión" de las impresoras 3D de una manera que se correlacione con la calidad de las piezas terminadas. Es imposible saber qué impresora produce piezas "mejores" o más precisas a partir de la hoja de especificaciones de una impresora.
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Una resolución (a veces llamada "precisión" para fines de marketing) de 0.05 mm significa que si produce un montón de dados de 10 mm y un montón de dados de 10.05 mm, entonces los de 10.05 mm serán estadísticamente más grandes. Tenga en cuenta que los dados no tienen que estar realmente cerca de 10 mm, ni un dado aleatorio de la pila de 10.05 mm tiene que ser más grande que un dado aleatorio de la pila de 10 mm.
Una repetibilidad (también conocida como "precisión de repetición") de 0.05 mm significa que en el experimento anterior cada dado de la pila de 10.05 mm debe ser más grande que cada dado de la pila de 10 mm. Tenga en cuenta que sus dados todavía no tienen que estar cerca de los 10 mm reales.
Una precisión (también conocida como verdad) de 0.05 mm significa que en el experimento por encima del tamaño promedio de un dado de 10 mm debe estar dentro de 9.975..10.025 mm. Tenga en cuenta que los dados individuales no tienen que estar dentro de ese intervalo.
Finalmente, la precisión general (como se define en ISO 5725 ) de 0.05 mm significa que cada dado de 10 mm debe estar dentro de 9.975..10.025 mm.
En resumen, la afirmación de su pregunta es cierta para la "precisión comercial", pero no para la definición general de precisión. Por ejemplo, aquí hay un artículo que compara la precisión de las impresoras 3D en aplicaciones dentales (por lo que estamos hablando de máquinas de alta gama), con una precisión promedio que varía de 0,05 a 0,1 mm y una precisión absoluta en el rango de 0,11 a 0 , 17 mm.
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La respuesta de Tom es correcta, la mayoría de las impresoras funcionarán correctamente con una resolución de altura de capa de 50 micras, utilizando una boquilla de 0.4 mm. El acabado superficial resultante probablemente será mejor que en una configuración de capa más gruesa, y en alturas de capa más finas es probable que la calidad de impresión se deteriore.
También es probable que la altura de la capa esté bastante bien definida (excepto las primeras capas, voladizos, deformaciones, etc.), pero esto depende de la geometría de la impresora.
El detalle que no está tan bien controlado (o medido) es el aplastamiento / estiramiento del plástico fundido a medida que se extruye. Esto puede tener un impacto significativo en el acabado superficial localizado (así como en las dimensiones de cosas como diámetros internos).
La precisión puede ser mejor evaluada por los resultados de la impresión de varios tipos de partes de prueba que por un simple parámetro numérico.
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