Pokud vlastníte 3D výrobní systém nebo jste zvažovali 3D tisk jako řešení, je důležité pochopit, co je pro vaši aplikaci důležitější: přesnost a opakovatelnost rozměrů nebo rozlišení. V tomto článku na blogu se zabýváme tím, proč se tloušťka vrstvy při 3D tisku uvádí v mikronech a proč je to důležité. Nejprve se podívejme na definice přesnosti, opakovatelnosti a rozlišení:
- Přesnost označuje, jak přesně výstup výrobního systému odpovídá toleranci v rámci stanoveného rozměrového rozsahu.
- Opakovatelnost zachycuje schopnost systému vytvářet konzistentní výstup, a to opakovaně.
- Rozlišení označuje nejmenší jednotku, kterou je systém schopen reprodukovat.
- Rozměrová přesnost
- Jak tato měření souvisejí s aditivní výrobou?
- Technologie FDM
- Technologie PolyJet
- Technologie stereolitografie
- Takže, záleží na mikronech při 3D tisku?“
- Tak nějak. Opravdu záleží na tom, jaký je konečný cíl vašeho dílu. Pokud vyrábíte velké přípravky nebo přípravky, které budou držet konkrétní díly pro lakování, pak to několik mikronů přesnosti neovlivní. Pokud vyrábíte modely v malém měřítku s mnoha jemnými prvky, pak se změna i o několik mikronů může na vašich dílech projevit. Pokud však svůj díl navrhnete pro aditivní proces, můžete spoustu problémů s přesností a rozlišením jemných prvků zmírnit. Ve společnosti TriMech nabízíme celý kurz DFAM (Design for Additive Manufacturing), jehož cílem je pomoci uživatelům navrhovat díly, které jsou napoprvé efektivnější díky využití principů návrhu, které jsou možné pouze s aditivními technologiemi.
Rozměrová přesnost
Rozměrová přesnost je velmi důležitým faktorem, který mnoho lidí bere v úvahu při výběru aditivního řešení, které pro ně bude nejlepší. Tato specifikace ovlivní faktory, jako je například to, jak dobře budou vypadat malé nebo jemné prvky a jak přesné budou kritické povrchy. Obvykle se měří v mikronech nebo mikrometrech. Jeden mikron se rovná 0,001 mm nebo 0,000039 palce. Pro srovnání, lidský vlas má průměr 20 až 200 mikrometrů a nejdelší lidský chromozom je dlouhý 20 mikrometrů. Takže když je položena otázka „Záleží na mikrometrech?“, v některých případech se opravdu jedná o štěpení vlasů.
Jak tato měření souvisejí s aditivní výrobou?
Rozměrová přesnost závisí na systému vyrábějícím díl a na celkové velikosti dílu. Společnost Stratasys nabízí 3D tiskárny, které vytvářejí díly pomocí různých technologií, jako je tavené depoziční modelování (FDM), PolyJet a stereolitografie. Stroje FDM spojují vrstvy termoplastického materiálu prostřednictvím extrudéru. Zatímco stroje PolyJet vytvářejí díly z vrstev fotopolymerů, které jsou vytvrzovány UV světlem (podobně jako proces používaný inkoustovou tiskárnou). Stereolitografie kombinuje vysoké rozlišení a jemné vytváření vrstev s velkorysou stavební kapacitou schopnou vyrábět vysoce detailní díly, prototypy a odlévací vzory ve velkém měřítku.
Technologie FDM
Fused Deposition Modeling (FDM) je proces, při kterém je polotekuté plastové vlákno vytlačováno v rovině X/Y po předem naprogramované trase. Tyto stroje pracují tak, že díly rozřežou na vrstvy a každou z nich vytisknou před zvednutím lože pro tisk další.
Typicky se tyto vrstvy nebo řezy měří v palcích, nikoli v mikronech (1 palec = 25 400 mikronů), takže rozdíl několika mikronů pravděpodobně nebude mít velký vliv na kvalitu nebo přesnost. To však nevypovídá o celém příběhu. Například stroje Stratasys mají jmenovitou rozměrovou přesnost od 0,005″ do 0,008″ (127 – 204 mikronů). To znamená, že u každého centimetru vašeho dílu můžete očekávat dodržení této přesnosti. Například stroje řady F123 mohou tisknout s přesností 200 mm (0,008 palce) nebo +/- 0,002 mm/mm (0,002 in/in), podle toho, která hodnota je vyšší.
>> Přečtěte si náš související článek o čtyřech hlavních průmyslových využitích tiskáren FDM
Čím menší nebo jemnější jsou díly FDM, tím méně přesné bohužel budou. Je to proto, že vytlačovaný kus plastu o průměru 0,005″ – 0,020″, který se rychle rozpíná a smršťuje, toho může udělat jen tolik, aby se vešel do úzkých prostor. Dobrým pravidlem je, aby nejmenší prvek byl alespoň dvakrát větší než výška vrstvy. Pro super malé prvky (příklad: otvor o velikosti 0,0050″) se však technologie FDM nemusí hodit a pro tyto typy prvků jsou vhodnější jiné technologie.
Technologie PolyJet
Technologie PolyJet dávkuje kapičky UV (ultrafialovým světlem) vytvrzované pryskyřice dolů na konstrukční desku vrstvu po vrstvě. Tento proces je podobný tomu, jak funguje standardní inkoustová tiskárna. Vytváří mnohem jemnější vrstvy o výšce až 14 mikronů. To je tenčí než průměrný lidský vlas! Pokud vám tedy jde o realističnost, míchání plných barev nebo jemné rysy, má volba 3D tiskárny PolyJet velký smysl. V tomto scénáři může rozdíl 10 nebo 20 mikronů vytvořit velký dopad, protože vrstvy jsou tak jemné. To by mohlo způsobit, že se rysy nebudou dobře zobrazovat nebo že se barvy nebudou správně míchat.
Nejnovější přírůstky do rodiny Stratasys PolyJet zahrnují tiskárny J850 a J826, které mají schopnost tisknout až se sedmi materiály najednou. Model J850 dokáže tisknout do hloubky pod 100 mm – ±100; nad 100 mm – ±200 nebo ±0,06 % délky dílu, podle toho, která hodnota je větší. Model J826 má kapacitu tisku do 100 mm – ±100 μ; nad 100 mm – ±200 μ.
>> Přečtěte si náš související článek o třech hlavních průmyslových využitích tiskáren PolyJet
Technologie stereolitografie
Stereolitografie (obvykle označovaná jako SL nebo SLA) je proces, při kterém se lázeň s pryskyřicí vytvrzuje vrstvu po vrstvě pomocí laseru nebo jiného zařízení vyzařujícího světlo, jako je obrazovka nebo projektor. Touto technologií lze vyrábět díly z jednoho materiálu s vysokou mírou přesnosti a povrchové úpravy.
Vzhledem k tomuto vysokému stupni přesnosti má změna o 10-15 mikronů za studena nepříznivé účinky na díl. U větších dílů, kde jsou tolerance shovívavější, však tyto změny nebudou mít velký význam. Je také důležité se ujistit, že jsou tyto stroje kalibrovány pro konkrétní pryskyřici, kterou používáte, a že je pryskyřičná lázeň čistá a průhledná. Pokud tyto kroky nedodržíte, může dojít k problémům s velkými i malými díly.
>> Přečtěte si o stroji Stratasys V650 Flex
Takže, záleží na mikronech při 3D tisku?“
Teď, když jste lépe obeznámeni s mikrony a přesností při 3D tisku různými technologiemi, možná přemýšlíte, která by mohla být pro vaše potřeby nejvhodnější? Nebojte se, můžeme vám pomoci! Podívejte se na náš webinář na vyžádání, kde se dozvíte o rozdílech mezi technologiemi PolyJet a FDM.
.