Які види пропусків / допусків слід використовувати під час проектування деталей, які підходять разом?

Скажімо, я моделюю просту коробку з кришкою. Як приклад, ми скажемо, що зовнішня кромка вздовж верхньої частини коробки становить 50 мм х 50 мм. За допомогою програмного забезпечення для 3D-моделювання легко створити кришку для цього вікна, щоб оточити верхню частину внутрішнього розміру краю рівно 50 мм х 50 мм ... але це здається поганою ідеєю. Звичайно, я хочу, щоб якийсь розрив, щоб забезпечити легке включення / виключення. Точна форма здається, що це може призвести до неприємностей.

• Скільки розриву ми залишаємо для подібних речей?
• Це пов’язано з розміром насадки?
• Я припускаю, що також важливо, наскільки щільно ви хочете підходити, хоча я очікую у випадках, коли щільне прилягання має на увазі якусь оснастку або затискач.
• Чи корисні для друку чорнові відбитки з більшими розмірами шарів, або шорсткі шари роблять речі більш жорсткими, ніж вони будуть в остаточному друку?

Коротка версія: в основному, це залежить від принтера, марки, моделі, типу, стану технічного обслуговування, екструдера, налаштування зрізів, натягу ременя, гри, тертя тощо.

Довга версія: В основному ваш принтер визначає, наскільки точно друкує; ви можете трохи вплинути на точність, калібруючи та тонко налаштувавши принтер. Що регулярно робиться, це надрукувати калібрувальні кубики фіксованого розміру. Перш ніж це зробити, слід прочитати " Як відкалібрувати екструдер свого принтера?"; це пояснює калібрування екструдера. За допомогою тонко налаштованого екструдера ви можете надрукувати ці кулі для калібрування XYZ, або у вашому випадку створити коробку, наприклад, 50 x 50 x 15 мм. ви знаєте, скільки допусків до цього розміру друку. Зрештою, ви можете змінити це, повторно налаштувавши кроки на мм у прошивці принтера, але це не завжди рекомендація (оскільки ваші кроки на мм повинні бути пов'язані до механічного планування використовуваного механізму, наприклад, розмір і крок ременя в поєднанні зі шківом і роздільною здатністю кроку).

Будь ласка, вивчіть відповідь " Як зробити так, щоб рухомі деталі не злипалися? "; ця відповідь натякає на друк моделі калібрування допуску, яка використовує діаболічні фігури, встановлені окремо від зовнішнього об'єкта на кілька значень для зміщення між шматками. Коли ви надрукуєте це, ви зможете дізнатися, який вид толерантності працює для вас. Будь ласка, зауважте, що допуски на більш дрібних деталях можуть бути різними, ніж допуски на більших деталях.

Відповідь на ваше запитання, таким чином, залежить від вашої 3D-друкарської машини, але зазвичай значення допусків коливаються в декількох десятих частках міліметра. Щоб увімкнути кришку поверх коробки, як у вашому прикладі, потрібно пам’ятати про допуск при проектуванні кришки. Зазвичай зайві десяті частки міліметра виконають трюк, але якщо ви зробите кілька тестових відбитків спочатку, ви точно знатимете.

Щоб відповісти на питання, який вплив має висота шару на толерантність, я цитую :

Завантажте кубик розміром 25 мм у свій скибочку і встановіть заливку на 0%, по периметру до 1, а верхні суцільні шари на 0. Також ви хочете роздрукувати його з чіткою роздільною здатністю - я вибрав 0,15 мм, і він фактично зробив невелика (0,02 мм) різниця в товщині стінки на відміну від 0,3 мм.

Так, так, висота шару має ефект, хоча це дуже мало.

Цікавим є читання " Посібник з розуміння допусків вашого 3D-принтера " від " Виправники ".

Я використовую свої значення зазору згідно з моїм великим правилом: 0,1 мм - щоб підходити з якоюсь силою, 0,2 мм - просто підходити край до краю без сили.

Приклади:

1) 3-мм металевий циліндр, який потрібно втиснути в пластикову частину, потребує друкованого отвору діаметром 3 мм + 0,1 мм * 2 = 3,2 мм (зазор з двох сторін)

2) 3-мм гвинт, щоб вписатись у пластикову частину, потребує отвору більше 3 мм + 0,2 мм * 2 = 3,4 мм, тобто 3,5 мм.

Це повністю експериментально, але завжди працювало для мене на трьох різних принтерах, а також на PLA та ABS.

Так, деяке оформлення необхідне. Навіть якщо ви обробляли ідеальні металеві деталі, ви хочете зазору зазору (і зробити припущення для неправильного вирівнювання по осі Z теж довгі стики можуть зв'язати досить легко).

На додаток до цього потрібно зробити невеликий припуск для того, щоб стінки трохи піддавались тиску екструзії (висота шару менше діаметра насадки).

Іншими факторами, які слід враховувати, є зміна шару (що часто призводить до появи невеликого шва) і пульсація, що виникає внаслідок прискорення. Це означає, що навіть випробувавши пробіл, який вимагає певна модель на принтері, ви не можете розраховувати на той самий проміжок, який працює ідеально під час проектування іншої моделі. Якщо вам потрібна обертальна симетрія у вашому пристосуванні, буде важче отримати хороший щільний шар, щоб бути надійним.

Іноді дизайн, розміщений на місці, може дати подібний ефект до дизайну скріпки, але дозволяє позитивніше зберегти

Перш ніж ми розберемося в розмірах насадок і пристосувань, почнемо з більшого малюнка. Нам потрібно використовувати загальну мову для визначення частин.

• Допомога - це запланована різниця між номінальним або референтним значенням і точним значенням.
  • Зазор - припуск, що визначає навмисний простір між двома частинами.
  • Перешкода - це припущення, що визначає навмисне перекриття між двома частинами.
• Толерантність - величина випадкового відхилення або зміни, дозволена для даного виміру. Скільки помилок може дозволити деталь і все-таки функціонувати?

Давайте скористаємося прикладом. Ми хочемо, щоб 5-мм штифт перейшов у 5-мм отвір, і ми хочемо, щоб між ними було вільне прилягання.

Ми сказали, що 5 мм, але які 5 мм важливіші - отвір 5 мм або штир 5 мм? Скажімо, інші люди мають 5-мм шпильки, якими вони хочуть користуватися з нашим отвором. У цьому випадку розмір штифтів виходить з-під нашого контролю, а тому важливіший для сумісності.

Нещільне прилягання вимагає дозволу. Давайте задамо 0,2 мм, щоб вони могли вільно обертатися. Ми могли б додати 0,2 мм припущення до отвору, даючи 5,2 мм отвір із 5,0 мм шпилькою; ми могли б відняти 0,2-кілометровий припуск від шпильки, даючи 5,0 мм отвір із 4,8-мм шпилькою; або розділити різницю будь-яким способом, яким ми хочемо, наприклад, 5,1-мм отвір і 4,9-мм штир. Оскільки ми вказали, що штифт важливіший, ми додамо припущення в отвір.

Тепер, коли ми визначили свою частину, давайте визначимо інші терміни, важливі для того, щоб допомогти нам зрозуміти процес виготовлення:

• Точність - це максимальне розмірне коливання між деталями. (Іншим словом може бути повторюваність.) Зауважте, що машина не може виготовляти деталі з більш жорстким допуском, ніж її точність.
• Точність - це розмір кроків, на які машина здатна. Точність часто плутають з точністю, але це не одне і те ж.

Тепер нам потрібно зрозуміти акуратність нашої машини. Принтер міг друкувати штифт розміром більше 5 мм або менше 5 мм. Або він може надрукувати отвір розміром більше 5 мм або менше 5 мм. Щоб визначити точність принтера, нам потрібно буде надрукувати кілька 5-мм шпильок і 5-мм отвори і виміряти різниці між тим, що ми визначили, і тим, що ми надрукували. Різниця між найбільшими та найменшими вимірюваннями полягає в точності нашої машини. Обов’язково вимірюйте точність у розмірах X, Y і Z; принтер може мати різницю між осями X і Y, що впливатиме на округлість деталей. (Якщо він вимкнений, зазвичай це можна відрегулювати в прошивці машини за допомогою процесу калібрування.) Крім того, ми повинні перевірити круглі частини, круглі отвори, квадратні частини та квадратні отвори,

Скажімо, що вимірювана точність принтера як для круглих отворів, так і для круглих штифтів становить +/- 0,2 мм.

Потім переходимо до оформлення. Який мінімальний зазор між деталями і ще виконує роботу, і який максимально прийнятний зазор? Як дизайнер, вирішувати вам. У цьому прикладі ми говорили, що хочемо вільно прилягати, тому давайте визначимо зазор між штифтом і отвором не менше 0,2 мм; але не більше 1,0 мм або деталі випадуть.

Оскільки точність машини становить +/- 0,2 мм, штифт буде знаходитись десь від 5,2 до 4,8 мм. Тому отвір повинен бути 5,2 мм плюс зазор плюс точність отвору. Це дає розмір отвору як 5,6 мм +/- 0,2 мм. Умовою мінімального допуску буде отвір мінімального розміру (5,4 мм) та штифт максимального розміру (5,2 мм), що дасть зазор 0,2 мм; максимальним допуском буде отвір максимального розміру (5,8 мм) і штифт мінімального розміру (4,8 мм), що дасть зазор 1,0 мм.

Зауважте, що зазор 1,0 мм справді неохайний. Це може здатися занадто вільним для нашого застосування. Ми можемо подумати підтягнути допуски до 0,05 мм, щоб зменшити зазор. Але ми відзначили, що машина не може виробляти більше допуску, ніж її точність. Якщо принтер не може виготовити деталь, яка відповідає нашим заданим допускам, нам знадобиться знайти інший спосіб виготовлення або доробки деталей.

У світі металообробки загальний спосіб зробити це - вказати деталі, які спочатку виготовлятимуться з навмисно максимального матеріалу. Це дозволяє нам почати з меншого отвору і використовувати отвір або свердло, щоб відкрити його до більш точного і круглого отвору. Те ж саме можна зробити і шпилькою, починаючи з товстішої палички і повертаючи або подрібнюючи її, щоб зробити її більш гладкою і круглою.

У світі 3D-друку FDM ми можемо робити те ж саме на робочому столі. Спочатку роздрукуйте деталі додатковим стіновим шаром (або двома). Додаткова товщина дає більше матеріалу для видалення під час свердління або шліфування, не надто сильно ослабляючи деталь. Після друку проведіть свердловину через отвір, щоб очистити її. Або закрутити шпильку в патроні мотора свердла і подрібніть його петлею наждачного паперу.

Звичайно, щоразу, коли ви додаєте оздоблювальну операцію, це більш трудомістко і, відповідно, дорожче. Отже, це не те, що ми хочемо робити в кожній частині, але ми можемо це врахувати.

Зауважте, що визначаючи деталі таким чином, ви не починаєте з діаметра сопла або висоти шару. Натомість ви дозволяєте діаметру насадки, висоті шару та сумі всіх причин коливань відображатись у виміряній точності машини. Менші насадки, більш тонкі шари, нагріті ліжка або вентилятори охолодження можуть сприяти підвищенню точності, але найкраще враховувати сукупний вплив усіх варіантів машини.

Оскільки ви сказали, що насадка, я маю на увазі, що ви маєте на увазі 3D-друк FDM. Зазвичай ви використовуєте один (1) контур зазору між деталями. Контур зазвичай дорівнює розміру насадки. Кути 3d друкованого квадратного предмета закруглені. Радіус цього округлення був би половиною вашого діаметра насадки (тобто радіус насадки). Крім того, якби на контуру сталася якась надлишкова екструзія, дві частини не помістилися б одна в одній. Це, звичайно, припускаючи, що вони розроблені так, щоб вони легко розходилися. В іншому випадку ви можете зробити їх цілком придатними, якщо ви маєте намір тертя зрівняти їх.

Я зазвичай друкую тестовий куб з різною товщиною стінок і підраховую середнє відхилення. Це я використовую як толерантність. Однак я не вірю, що багато декартових принтерів з ремінцем можуть працювати набагато краще, ніж +/- 0,1-2,25 мм вздовж осі XY. Отже, я б запропонував використовувати щось від 0,1 до 0,25 мм. Якщо вона перевищує 0,5 мм, у вас проблема з механікою.

Після друку 4 місяці я дізнався відповідь принаймні на дві ситуації, виходячи з геометрії нитки та насадки. Для цього обговорення я використовую шари .1мм з насадкою .4мм.

Спочатку - основна коробка та кришка, з мого питання. Важливо пам’ятати форму отвору насадки по колу, і тому при видавленні на відкрите повітря ви отримуєте циліндр. Але ми не екструдуємо під відкритим небом. Ми тонко притискаємо екструдовану нитку до поверхні збирання або попереднього шару. У цьому випадку, використовуючи моє найкраще мистецтво ascii, поперечний переріз екструдованої лінії нитки має закруглені краї, які лише приблизно наближають розмір сопла до 4 мм, як це:

(    )

А коли ви кладете кілька шарів, зовнішній край надрукованої частини повинен виглядати приблизно так:

(
(
(
(

де зовнішній край кривої фактично трохи виступає від запланованих розмірів деталі. Питання в тому, "скільки"? Мій досвід поки що становить .05 мм. І пам’ятайте, вам потрібно враховувати це як для частини коробки, так і для частини кришки. Додатково, проектуючи кришку, потрібно враховувати цей зазор на обох кінцях кожної розмірної осі. Це означає, що розрив у цілому .2 мм все ще може бути приємним, щільним приляганням.

Щодо другого сценарію, скажімо, у вас є пара принтів, які підійдуть разом. Базовий принт включає вгору спрямований вгору стрижень або циліндр, подібний до шматка Lego, який буде прорізуватися в парний отвір.

Тепер вам потрібно створити відповідне отвір циліндра у верхній частині, і вам потрібно знати, наскільки великий. Турбота полягає у верхній частині отвору, в якій немає нічого, крім повітря, розташованого під ним, щоб утримувати нитку. Для невеликих прогалин ви можете подолати відстань. Для більших зазорів ви можете використовувати опорний матеріал або верхівку півсфери.

Скажімо, ви вважаєте, що ці варіанти важкі для цього сценарію, або, можливо, інші фактори ви друкуєте цю частину, кладучи збоку. тож замість отвору для циліндра, що сидить, як банка супу, ви друкуєте деталь так, як циліндр лежав на боці.

Тепер ми можемо розглянути геометрію того, як укладається нитка. З мого прикладу розміри насадки та шару, ми розуміємо, що ваше відкриття не є точним колом, вказаним моделлю . Натомість у вас є схема сітки, як старе 8-бітове комп'ютерне мистецтво. Гірше, що ширина кожного "пікселя" до 4 разів більша за висоту.

Зважаючи на це, мінімальний додатковий простір, який вам потрібен, становитиме 1/2 висоти .1 мм, і неправильна ситуація може поширити це на цілих 1/2 ширини нитки .4 мм. А оскільки це проходить всю частину навколо деталі (з обох боків), ці відстані вам потрібні двічі. Це на додаток до ефекту катання, обговореного для коробки раніше. Результат означає, що ваша округла частина повинна шукати між зазором між .3мм і .5мм, з додатковим пробілом, якщо ви проектуєте деталь, яку, можливо, захочете масштабувати в якийсь момент. Пам'ятайте, проте, що пластик є податливим, і якщо натискання доходить (буквально) заштовхується, шліфується. На практиці я зробив добре в нижній частині цього діапазону.