Para la mayoría de los usos en la impresión 3D, la precisión dimensional y las tolerancias no tienen una gran importancia en nuestros modelos, especialmente si está imprimiendo en 3D para modelos o decoración de aspecto atractivo.
Por otro lado, si está buscando crear piezas funcionales que requieran una alta precisión y precisión dimensional, entonces querrá seguir una serie de pasos para lograrlo.
Las impresoras 3D SLA suelen tener la mejor resolución, lo que se traduce en una mejor precisión dimensional y tolerancias, pero una impresora FDM bien ajustada aún puede funcionar muy bien. Calibre su velocidad de impresión, temperatura y tasas de flujo para obtener la mejor precisión dimensional. Asegúrese de estabilizar el marco y las piezas mecánicas.
El resto de este artículo entrará en detalles adicionales sobre cómo obtener la mejor precisión dimensional, así que siga leyendo para obtener más información.
¿Qué factores afectan su precisión dimensional en la impresión 3D?
Antes de pasar a los factores que afectan la precisión dimensional si sus piezas impresas en 3D, permítanme arrojar algo de luz sobre qué es exactamente la precisión dimensional.
Simplemente se refiere a qué tan bien un objeto impreso coincide con el tamaño y las especificaciones del archivo original.
A continuación se muestra la lista de factores que tienen un impacto en la precisión dimensional de las impresiones 3D.
- Precisión de la máquina (resolución)
- Material de impresión
- Tamaño del objeto
- Impacto de la primera capa
- Subextrusión o sobreextrusión
- Temperatura de impresión
- Caudales
Cómo obtener las mejores tolerancias y precisión dimensional
La impresión 3D requiere un buen nivel de precisión cuando se imprimen piezas especializadas. Sin embargo, si desea imprimir con precisión dimensional de alto nivel, los siguientes factores lo ayudarán a lograrlo, junto con los pasos mencionados.
Precisión de la máquina (resolución)
Lo primero que desea observar cuando intenta mejorar su precisión dimensional es la resolución real a la que está limitada su impresora 3D. La resolución se reduce a qué tan alta puede ser la calidad de sus impresiones 3D, medida en micrones.
Por lo general, verá la resolución XY y la resolución de la altura de la capa, lo que se traduce en la precisión de cada movimiento a lo largo del eje X o Y.
Hay un mínimo de cuánto puede moverse su cabezal de impresión de manera calculada, por lo que cuanto menor sea ese número, más precisa será la precisión dimensional.
Ahora, cuando se trata de la impresión 3D real, podemos ejecutar una prueba de calibración que puede usar para determinar qué tan buena es su precisión dimensional.
Recomiendo imprimir un cubo de calibración XYZ de 20 mm (hecho por iDig3Dprinting en Thingiverse) y luego medir las dimensiones con un par de calibradores de alta calidad.
Los calibradores digitales Kynup de acero inoxidable son uno de los calibradores mejor calificados en Amazon, y por una buena razón. Son muy precisos, hasta una precisión de 0,01 mm y muy fáciles de usar.
Una vez que haya impreso en 3D y medido su cubo de calibración, según la medida, deberá ajustar sus pasos/mm directamente en el firmware de su impresora.
Los cálculos y ajustes que necesitará son los siguientes:
E = dimensión esperada
O = dimensión observada
S = número actual de pasos por mm
después:
(E/O) * S = su nuevo número de pasos por mm
Si tiene un valor entre 19,90 y 20,1 mm, se encuentra en un muy buen lugar.
All3DP describe que:
- Mayor que +/- 0,5 mm es malo
- Menos de +/- 0,5 mm es promedio
- Menos de +/- 0,2 mm es bueno
- Menos de +/- 0,1 mm es fantástico
Realizó los ajustes necesarios y debería estar más cerca de su objetivo de obtener la mejor precisión dimensional.
- Use una impresora 3D que tenga alta resolución (micras más bajas) en el eje XY y el eje Z
- Las impresoras 3D SLA suelen tener una mejor precisión dimensional que las impresoras FDM
- En términos del eje Z, puede obtener resoluciones de hasta 10 micras
- Solemos ver impresoras 3D con resoluciones de 20 micras hasta 100 micras
Materiales de impresión
Dependiendo del material con el que esté imprimiendo, puede haber contracción después del enfriamiento, lo que disminuirá su precisión dimensional.
Si está cambiando de material y no está acostumbrado a los niveles de contracción, querrá realizar algunas pruebas para descubrir cómo obtener la mejor precisión dimensional en sus impresiones.
Ahora, puedes ir por:
- Vuelva a ejecutar una prueba de cubo de calibración si está utilizando un material diferente para verificar los niveles de contracción
- Escale su impresión según el nivel de contracción en la impresión mencionada.
Tamaño del objeto
De manera similar, el tamaño del objeto es significativo porque los objetos grandes a menudo crean problemas complejos y, a veces, la inexactitud es rampante en objetos tan grandes.
- Elija objetos más pequeños o divida su objeto más grande en partes más pequeñas.
- Separar el objeto más grande en partes más pequeñas aumenta la precisión dimensional de cada parte.
Comprobar el movimiento de los componentes
Diferentes partes de la máquina juegan un papel en el proceso de impresión 3D, por lo que cada parte necesita una Análisis antes de ir a imprimir.
- Verifique todas las correas de tensión y apriételas solo para estar seguro.
- Asegúrese de que sus barras y rieles lineales estén rectos.
- También debe asegurarse de que su impresora 3D esté bien mantenida y usar un poco de aceite en las varillas y tornillos lineales.
Mejora tu primera capa
La primera capa es como esa primera pregunta en los exámenes; si va bien, todo seguirá bien. De manera similar, su primera capa puede tener un impacto duradero en el modelo de impresión en términos de precisión dimensional, si no se maneja adecuadamente.
Si ha mantenido la boquilla demasiado alta o demasiado baja, afectará el grosor de las capas, lo que afectará drásticamente la impresión.
Lo que debe hacer junto con la gestión de la precisión dimensional es:
- Asegúrese de que su boquilla esté a una buena distancia de la cama para obtener una primera capa perfecta
- Definitivamente probaría tus primeras capas y si salen bien
- Nivele su cama correctamente y asegúrese de que esté nivelada mientras se calienta para que pueda tener en cuenta cualquier deformación.
- Use una cama de vidrio para una superficie muy plana
Temperatura de impresión
La temperatura juega un papel importante en la obtención de la precisión deseada. Si está imprimiendo a una temperatura alta, es posible que observe que sale más material y que tarda más en enfriarse.
Esto puede afectar la precisión dimensional de sus impresiones, ya que la capa anterior que no se ha enfriado puede verse afectada por la capa siguiente.
- Ejecute una torre de temperatura y encuentre su temperatura óptima que reduzca las imperfecciones de impresión
- Por lo general, reducir ligeramente la temperatura de impresión (alrededor de 5 °C) funciona.
- Desea utilizar la temperatura más baja posible que no resulte en una extrusión insuficiente.
Esto le dará el tiempo adecuado para que sus capas se enfríen y obtendrá una precisión dimensional suave y adecuada.
Compensar al diseñar
Una vez que haya establecido la precisión dimensional de la máquina, debería estar bien encaminado, pero en algunos casos puede obtener dimensiones que no son tan precisas como pensaba.
Lo que podemos hacer es tener en cuenta la imprecisión de ciertas piezas en cuanto al diseño y realizar cambios en esas dimensiones antes de imprimirlas en 3D.
Esto solo entra en juego si está diseñando sus propias piezas, pero puede aprender cómo hacer ajustes a los diseños existentes con algunos tutoriales de YouTube o simplemente dedicando tiempo a aprender el software de diseño usted mismo.
- Compruebe la capacidad de impresión de su máquina y configure sus diseños de acuerdo con ella.
- Si su impresora 3D solo puede imprimir hasta una determinada resolución, puede aumentar un poco el tamaño de las secciones importantes
- Escale los modelos de otros diseñadores para que se ajusten a la capacidad de tolerancia de sus máquinas.
Ajustar el caudal
La cantidad de filamento que sale de la boquilla es directamente proporcional a la eficacia con la que las capas se depositan y se enfrían.
Si la tasa de flujo es más lenta que la óptima, puede dejar espacios, y si es alta, puede observar un exceso de material en las capas, como manchas y granos.
- Intente encontrar el caudal adecuado para el proceso de impresión.
- Ajuste en pequeños intervalos usando una prueba de tasa de flujo y luego vea qué tasa de flujo le da los mejores resultados
- Esté siempre atento a la extrusión excesiva al aumentar el caudal y la extrusión insuficiente al reducir el caudal.
Esta configuración es excelente para combatir la subextrusión o la sobreextrusión en sus impresiones 3D, lo que definitivamente puede afectar negativamente su precisión dimensional.
Expansión Horizontal en Cura
Esta configuración en Cura le permite ajustar el tamaño de su impresión 3D en el eje X/Y. Si tiene una impresión 3D con agujeros que son demasiado grandes, puede aplicar un valor positivo a su compensación horizontal para compensar.
Viceversa, para agujeros más pequeños, debe aplicar un valor negativo a su compensación horizontal para compensar.
El papel principal que juega este ajuste es:
- Compensa el cambio de tamaño que ocurre cuando se encoge a medida que se enfría.
- Le ayuda a obtener el tamaño exacto y las dimensiones precisas de su modelo de impresión 3D.
- Si el modelo de impresión es más pequeño, mantenga un valor positivo y, si es grande, elija un valor más pequeño.
