Al diseñar piezas que deben encajar con objetos externos u otras piezas impresas, ¿qué medidas se pueden tomar para garantizar que las dimensiones de la impresión final sean precisas y se ajusten al otro objeto?

Que yo sepa, al menos tiene dos opciones para tener en cuenta la imprecisión y la contracción de la impresora:

• Ajuste el espacio alrededor de las juntas en su modelo CAD
• Ajuste las compensaciones dimensionales en su software de rebanador

¿Hay algún buen flujo de trabajo que uno pueda usar para diseñar e imprimir modelos 3D con precisión sin recurrir a prueba y error?

Creo que la mejor manera de hacerlo sería calibrar su impresora y rebanadora lo mejor que pueda. Una de mis manías es cuando las personas cargan STL que se han ajustado para adaptarse a su impresora / material. Hay muchos proveedores de material que varían en calidad, así como muchos materiales e impresoras diferentes, por lo que las tolerancias no deben integrarse en la pieza porque al final, por lo general, es más difícil para otros que intentan imprimir el modelo.

Si no está compartiendo modelos, todo lo que puedo decir es que todavía está mejor para calibrar su impresora y ajustar su rebanadora a su material. Tendrás más suerte con los modelos de otras personas y te será más fácil diseñar el tuyo.

Si aún tiene problemas, entonces modificar el modelo es probablemente la última opción. No conozco ningún programa CAD que pueda funcionar con los problemas que tienen las impresoras 3D, por lo que la experiencia será su única ayuda. Sé que en Inventor puedes recorrer y engrosar / compensar las superficies individuales del modelo para compensar o si tuvieras un porcentaje de contracción, podrías ser creativo con las fórmulas en los bocetos.

¡Desafortunadamente, diferentes firmwares y diferentes rebanadoras requieren diferentes técnicas de calibración! Hay muchos consejos específicos de software, como imprimir una caja de calibración de pared simple y medir el grosor de la pared. Esa es una buena técnica para Slic3r, pero no para Simplify3D. Puede ser muy confuso.

Aquí está el resumen general de lo que debe hacer:

1. Comprobación de calibración aproximada para pasos de impresora / mm. ¿Los valores en su configuración de firmware tienen sentido para su hardware de movimiento lineal? Por ejemplo, puede calcular los valores teóricos DEBEN basarse en el paso de la correa y el recuento de dientes de la polea. Imprima algo moderadamente grande (~ 100-200 mm) y verifique si es +/- 1-2%. Si está más allá de eso, sus pasos / mm probablemente estén equivocados.
2. Compruebe si hay reacción mecánica mediante una impresión de verificación de reacción como esta: http://www.thingiverse.com/thing:252490 Apriete las correas y realice otros ajustes específicos de la impresora necesarios para eliminar la reacción. El contragolpe arrojará otros pasos de calibración, ¡así que asegúrese de que no haya pendiente!
3. Siga los pasos de calibración de volumen de extrusión recomendados para su rebanadora. Esto comienza midiendo el diámetro de su filamento con pinzas e introduciéndolo en su rebanadora. Y luego generalmente "imprimirá una caja de pared simple y medirá el grosor" o "imprimirá una serie de cajas de calibración de relleno al 100% y ajustará el multiplicador de extrusión al valor más grande que se vea bien sin abultamiento".Al medir el diámetro del filamento y luego ajustar una configuración de calibración de extrusión en la rebanadora, podrá medir el filamento futuro y las impresiones saldrán bien. Darle valores de diámetro falsos a la rebanadora lo obligará a recalibrar cada vez que cambie el diámetro. Tenga en cuenta que debe rehacer esta calibración para cada MATERIAL DE FILAMENTO y DISEÑO DEL EXTRUSOR. Los diferentes pares de material / extrusor tendrán diferentes profundidades de mordida y un diámetro de accionamiento efectivo.
4. Verifique la calibración de precisión imprimiendo una variedad de tamaños de objetos y PLOTANDO el "tamaño deseado" como X y el "tamaño real" como Y. Luego, encuentre una ecuación de ajuste lineal, y = mx + b. (Haga esto por separado para los ejes X, Y y Z de su impresora). El valor "m" es su error de escala. Puede usar la escala de su objeto segmentador para arreglar esto. Por ejemplo, el ABS generalmente requiere una escala del 100.3-101% para tener en cuenta la contracción. Si tiene un error de escala con un material de baja contracción como PLA, puede ajustar los pasos / mm de su firmware para compensar. El valor "b" es su error de ancho fijo.Suponiendo que no tiene reacción, esto generalmente es causado por la pequeña cantidad que el plástico fundido se abulta hacia los lados o por un error de calibración del volumen de extrusión. Puede mejorar esto ajustando su volumen de extrusión. Muchas cortadoras también tienen configuraciones de "compensación de tamaño horizontal / XY" que puede usar para reducir / expandir la pieza en b / 2 para corregir el error de ancho fijo. Cualquier error residual de ancho fijo que no pueda corregir con la configuración de la rebanadora debe agregarse como tolerancia en sus modelos de pieza.

Si sigue estos pasos, debería obtener una precisión dimensional de +/- 0.1 mm o mejor en sus impresiones. *

* Deltas no incluidos. Esa es otra bola de cera.

Creo que es importante recordar que una impresora 3D es tanto una herramienta de I + D como un equipo de fabricación. Como tal, debemos tratarlo y su proceso es similar al de otros equipos de fabricación (es decir, molinos, sierras, etc.). Otros métodos de fabricación (aunque tradicionales), como un molino, generalmente requerirán un procesamiento posterior de las piezas para eliminar las rebabas y limpiar las piezas. Dado que las herramientas como un molino son una tecnología sustractiva, ya puede soportar tolerancias posicionales / dimensionales ajustadas. Sin embargo, como la impresión 3D es una fabricación aditiva, es difícil mantener las mismas tolerancias directamente de la máquina en comparación con las herramientas tradicionales.

Por esta razón, sugeriría planificar el tiempo para un proceso más tradicional después de la impresión si las tolerancias y las conexiones son una preocupación. Esto podría ser tan simple como usar un Dremel o usar un molino / torno. Sin embargo, recomendaría aumentar la configuración de la carcasa / piso / techo en su rebanadora para acomodar el proceso sustractivo.

Algunas sugerencias que no he visto explícitamente en las otras respuestas.

Resolución de exportación

Cuando exporta sus archivos STL puede aumentar la resolución. Si la precisión dimensional es extremadamente crítica, querrá confirmar que el proceso de conversión de STL no ha alterado las dimensiones de las superficies curvas fuera de sus tolerancias mínimas máximas. Es decir, abra su archivo STL en su programa CAD y luego vuelva a medir las superficies resultantes. La conversión STL para agujeros hace que los agujeros sean un poco más pequeños y las superficies curvas externas un poco más grandes.

Oleaje material

He notado en mi impresora que las piezas suelen ser un poco más grandes cuando se imprimen. Logré dar cuenta de esto en mi modelo CAD reduciendo ligeramente ciertas dimensiones en CAD antes de exportarlas. Por lo general, mis dimensiones se reducen en aproximadamente 0.1-0.2 mm en XY, lo que si está haciendo algo con ajustes ajustados, vale la pena modificar el archivo antes de imprimirlo.

Pandeo

Si tengo una parte que debe ser perfectamente plana, usaré una balsa con un anillo adicional (o dos) de discos auxiliares que rodean la parte. Para el lado más plano también imprimiré esto en la placa de construcción. Si tienes dos o más, mejor juicio.

Pisos angulados

Si tengo una parte con superficies planas que están en ángulo con la plataforma de construcción, reduciré la velocidad de mi extrusora, 10 mm / s es mi velocidad. Mantener el extrusor en movimiento lentamente ayudará a garantizar que sus bordes y paredes sean relativamente suaves y con la menor cantidad de distorsión.

Calibración y configuración

Todos lo han dicho, lo diré de nuevo. Verifique su impresora antes de una impresión crítica. Cualquier pandeo en sus cinturones provocará la caída, imprima una pieza de prueba para asegurarse de que sus ajustes de temperatura sean buenos para su filamento y que su distancia de extracción minimice el encordado.

Hago algunas impresiones de prueba con un nuevo filamento y nuevamente a la mitad de un rollo para asegurarme de que todo sigue funcionando correctamente, y si es necesario, modificaré las cosas según sea necesario.

Imprimo varias palmaditas que usan "pines Pogo" de 2.5 mm que son contactos eléctricos accionados por resorte. He descubierto que muchas variables influirán en el tamaño de los agujeros que tengo en mi diseño. Flujo, temperatura, incluso diferentes marcas de filamento cambiarán el tamaño final.

Creo un perfil para cada parte y filamento específico. De esa manera puedo hacer cambios sin cambiar otras partes / proyectos. Luego imprimo una pieza de prueba con unos agujeros de 2.5 mm y unos pocos que son unas décimas de milímetro más grandes y más pequeños. También hago agujeros en la pieza de prueba que son verticales y algunos que son horizontales, ya que descubrí que la orientación hacia las capas hace la diferencia.

Luego coloco los pasadores en mi pieza de prueba y noto qué orientación y diámetro se ajustan mejor.

¡Después de eso, cierro todas las variables que se me ocurren! Agregué algunas cuentas desecantes a mis contenedores de almacenamiento de filamentos y descubrí que incluso eso aumentaba el diámetro de los agujeros impresos.