Tolerancje dla druku 3D

W świecie tradycyjnej produkcji inżynierowie są przyzwyczajeni do wąskich tolerancji, często rzędu mikronów. Jednak w druku 3D oczekiwania muszą zostać dostosowane. Tolerancje – dopuszczalne odchylenia wymiarowe między CAD a końcową drukowaną częścią – odgrywają kluczową rolę w funkcjonalności części, zwłaszcza podczas projektowania elementów blokujących lub mechanicznych.

Wiedza o tym, ile miejsca należy pozostawić, jak zachowują się różne technologie i jak zaplanować skurcz lub obróbkę końcową, jest kluczem do projektowania części drukowanych w 3D, które pasują i działają zgodnie z przeznaczeniem.

Czym jest tolerancja w druku 3D?

Tolerancja odnosi się do dopuszczalnego odchylenia od zamierzonych wymiarów drukowanego obiektu. Jest to szczególnie ważne w przypadku zespołów, ruchomych części, zatrzasków lub elementów współpracujących, gdzie nawet ułamek milimetra może wpłynąć na dopasowanie lub ruch.

Ponieważ druk 3D jest procesem addytywnym, każda warstwa wprowadza niewielkie różnice – ze względu na temperaturę, przepływ materiału, ograniczenia mechaniczne lub zachowanie proszku (w systemach opartych na proszku). Oznacza to, że tolerancje w druku 3D są często szersze niż w metodach subtraktywnych i zależą w dużej mierze od drukarki, materiału i środowiska.

Standardowe zakresy tolerancji według technologii

Różne technologie druku 3D oferują różne poziomy dokładności i powtarzalności. Oto, czego zazwyczaj można się spodziewać:

  • FDM/FFF: od +/-0,15 mm do +/-0,3 mm, często więcej w przypadku dużych części lub drukarek niskiej klasy,
  • SLA/DLP: ±0,1-0,2 mm, z dużą szczegółowością, ale z możliwością wypaczenia większych części,
  • SLS: ±0,2 mm lub ±0,3%, z dobrą izotropią i bez zniekształceń spowodowanych podparciem,
  • MJF: Podobny do SLS, ale nieco lepsza jednorodność wymiarów,
  • DMLS/SLM (metal): ±0,1-0,2 mm, choć należy zaplanować kompensację skurczu,
  • PolyJet: ±0,1 mm lub lepiej, odpowiedni do szczegółowych modeli o wysokiej dokładności.

Zakresy te są typowe – nie bezwzględne – i mogą się różnić w zależności od rozmiaru części, geometrii, kalibracji maszyny i etapów obróbki końcowej.

Projektowanie z myślą o prześwicie

Jeśli projektujesz części, które muszą do siebie pasować, luz jest równie ważny jak tolerancja. Bez odpowiednich odstępów między powierzchniami, drukowane części mogą się stapiać, ocierać lub po prostu w ogóle nie pasować.

Zgodnie z ogólną zasadą.

  1. W przypadku SLS/MJF należy zachować co najmniej 0,2-0,4 mm odstępu,
  2. W przypadku FDM należy zacząć od 0,4-0,6 mm, szczególnie w przypadku większych wydruków,
  3. W przypadku SLA 0,1-0,2 mm może być wystarczające, ale części mogą pęcznieć z powodu utwardzania żywicy,
  4. W razie wątpliwości należy przetestować dopasowanie za pomocą wydruku testowego tolerancji dla kombinacji drukarki i materiału.

Należy pamiętać, że tolerancje kumulują się w zespołach – więc jeśli dwie części różnią się o ±0,2 mm każda, ich łączne odchylenie może znacząco wpłynąć na wyrównanie.

Jak poprawić dokładność wymiarową

Chociaż pewien poziom zmienności jest nieunikniony, istnieją strategie poprawy wyników:

  • uwzględnia kurczenie się i wypaczanie materiałów takich jak PA12 lub ABS,
  • regularnie kalibruj drukarkę – zwłaszcza osie i przepływ materiału,
  • Ułóż część strategicznie, aby zminimalizować zwisy i strefy skurczu,
  • użyj modeli testów tolerancji (takich jak przesuwane kostki lub testy porównawcze snap-fit), aby znaleźć „rzeczywistą” wydajność urządzenia,
  • obróbka końcowa w razie potrzeby – taka jak szlifowanie, rozwiercanie lub obróbka skrawaniem w celu uzyskania ostatecznego dopasowania,

Podsumowanie

Projektowanie pod kątem tolerancji jest kluczowym elementem sukcesu inżynieryjnego w druku 3D. Bez względu na to, jak zaawansowana jest technologia, części zawsze będą miały pewien poziom zmienności wymiarowej. Zrozumienie oczekiwanych tolerancji metody drukowania i zaplanowanie prześwitów w projektach pozwoli uniknąć frustracji związanych z montażem, nieudanych pasowań lub czasochłonnych przedruków.

Właściwe planowanie tolerancji to nie tylko precyzja – to niezawodność, powtarzalność i inteligentniejszy projekt od początku do końca.

← Poprzedni

Grubość ścianki w druku 3D

Następny →

Wsparcie dla druku 3D

Zobacz również

  1. Jak projektować na potrzeby druku 3D?
  2. Jak duże mogą być drukarki 3D?
  3. Zwisy w druku 3D
  4. Czym jest rozdzielczość w druku 3D?
  5. Grubość ścianki w druku 3D
  6. Wsparcie dla druku 3D

Powiązane kategorie

Osoba przy ikonie komputera. Przedstawia narzędzia do cięcia, oprogramowanie do modelowania i automatyzację przepływu pracy w druku 3D.

Oprogramowanie do druku 3D

Ikona kół zębatych i przenośnika. Reprezentuje kompleksowy przepływ pracy procesu drukowania 3D od pliku do części.

Proces drukowania 3D

Ikona pędzla i skalpela. Odnosi się do technik wykańczania po wydruku, takich jak usuwanie podpór i obróbka powierzchni.

Postprocessing w druku 3D