Memahami Akurasi Dimensi Bagian Cetak 3D

Seberapa akurat cetak 3D? Jawaban atas pertanyaan itu tergantung pada banyak faktor, seperti jenis teknologi cetak 3D, kualitas model printer 3D, bahan cetak 3D, kompleksitas dan kepraktisan desain, dan parameter pencetakan yang ditentukan pengguna.

Karena printer 3D bergantung pada banyak bagian yang bergerak dan bahan, proses tidak akan pernah menghasilkan bagian yang 100% akurat. (Tidak pula proses manufaktur apa pun.) Namun, pengguna manufaktur aditif dapat mengambil langkah untuk meningkatkan akurasi proses pencetakan dan pada akhirnya membuat bagian cetak 3D yang lebih baik.

Artikel ini akan melihat akurasi dimensi bagian cetak 3D secara umum, bagaimana akurasi berbeda antara teknologi, dan bagaimana pengguna dapat membuat bagian mereka lebih akurat.

Apa itu akurasi dimensi?

Banyak orang penasaran tentang akurasi dimensi cetak 3D, tetapi istilah “akurasi” sering kali dicampur dengan konsep penting lainnya seperti resolusi, presisi, dan toleransi.

Singkatnya, bagian yang akurat dimensinya adalah bagian yang cocok dengan ukuran dan bentuk desain asli. Akurasi adalah ukuran keakuratan bagian cetak terhadap versi digital, dan ukuran ini biasanya dinyatakan sebagai persentase atau dalam milimeter, mis. ± 1% atau ± 0.5 mm.

Istilah akurasi kadang digunakan secara bergantian dengan toleransi, yaitu jumlah penyimpangan yang diizinkan dari dimensi sebenarnya dan yang dimaksudkan bagian. Catat, namun, bahwa toleransi juga adalah nilai yang ditentukan pengguna: pelanggan akan menentukan toleransi yang dapat diterima kepada produsen tergantung pada pentingnya fitur dan dimensi tertentu.

Akurasi berbeda dari resolusi, yang merujuk pada mis. ukuran piksel printer 3D SLA. Ini juga berbeda dari presisi, yang berkaitan dengan keandalan dan dapat diulangnya printer 3D dan kemampuannya untuk secara konsisten memfabrikasi objek yang sama.

Akurasi berbagai teknologi cetak 3D

Tidak semua teknologi cetak 3D sama dalam hal seberapa akurat mereka dapat mencetak bagian dengan dimensi yang dimaksudkan. Meskipun faktor lain menghasilkan variasi lebih lanjut, jenis teknologi manufaktur aditif memiliki dampak besar pada akurasi bagian.

FDM

Fused deposition modeling adalah teknologi cetak 3D ekstrusi polimer yang cukup akurat dan paling banyak digunakan untuk prototipe. Dalam bentuk desktop, ini jauh-jauh teknologi cetak 3D paling terjangkau, meskipun juga digunakan dalam konteks profesional dan bahkan industri.

Akurasi printer 3D FDM desktop sekitar ± 0.5 mm. Akurasi printer 3D FDM industri sekitar ± 0.2 mm.

Resin

Teknologi pencetakan fotopolimerisasi seperti SLA dan DLP menyembuhkan resin sensitif cahaya menggunakan sumber cahaya seperti laser atau proyektor. Teknologi yang sangat akurat ini digunakan secara pribadi dan profesional, dengan beberapa mesin yang harganya tidak jauh lebih mahal dari FDM.

Akurasi printer 3D resin desktop sekitar ± 0.1 mm. Akurasi printer 3D resin profesional sekitar ± 0.01 mm.

SLS

Selective laser sintering adalah teknologi cetak 3D yang menggunakan laser untuk sinter partikel bubuk, biasanya nylon. Printer SLS akurat, meskipun poin jual utamanya adalah kemampuannya untuk memfabrikasi geometri kompleks, karena mereka tidak perlu mencetak struktur dukungan.

Akurasi printer 3D SLS sekitar ± 0.3 mm.

Powder bed fusion

Proses fusione bubuk logam seperti SLM menggunakan laser untuk meleleh atau sinter partikel bubuk logam. Teknologi ini akurat, dan tidak ada versi konsumen dari ini. Namun, manufaktur aditif logam biasanya memerlukan post-proses yang luas.

Akurasi printer 3D powder bed fusion sekitar ± 0.1 mm.

Material jetting

Meskipun kurang umum dibandingkan teknologi yang sebanding, proses cetak 3D material jetting sangat akurat karena tidak memerlukan aplikasi panas, yang menyebabkan bereformasi seperti warping.

Akurasi printer 3D material jetting sekitar ± 0.05 mm.

Faktor lain yang mempengaruhi akurasi dimensi

Jenis teknologi cetak 3D bukan satu-satunya faktor yang menentukan akurasi dimensi cetak 3D. Bahan, desain bagian, dan parameter pencetakan juga memiliki dampak besar pada seberapa dekat bagian cetak cocok dengan desain asli.

1. Kualitas printer: Ada selisih kualitas yang besar antara mesin kelas atas dan mesin level entri. Misalnya, printer 3D SLA biasanya lebih akurat dari printer FDM, tetapi mesin SLA yang sangat murah akan menghasilkan bagian yang kurang akurat daripada printer FDM kelas atas.
2. Desain bagian: Bahkan printer 3D terbaik akan kesulitan mencetak 3D bagian yang dirancang dengan buruk secara akurat. Bagian dengan fitur panjang dan tipis — terutama fitur tanpa dukungan yang memadai — sulit dicetak, sementara bagian yang sangat besar juga dapat menimbulkan masalah. Secara umum, desain tidak boleh mengandung fitur yang lebih kecil dari yang dapat ditangani printer.
3. Bahan: Beberapa bahan lebih mudah dicetak dari yang lain dan oleh karena itu lebih mendukung pembuatan bagian akurat. Bahan nonstandar (seperti filamen FDM fleksibel, filamen tahan panas, atau alloy yang mengandung logam mulia) cenderung mengorbankan printability untuk keuntungan unik mereka sendiri.
4. Parameter pencetakan: Selain kalibrasi — yang penting untuk membuat cetak akurat — pengguna dapat menyesuaikan pengaturan printer 3D mereka untuk mencapai berbagai hasil. Beberapa konfigurasi parameter lebih baik dalam mencetak cepat, sementara yang lain lebih baik dalam mencetak dengan akurat. Lihat bagian selanjutnya untuk informasi lebih lanjut.

Bagaimana meningkatkan akurasi cetak 3D

Meskipun Anda tidak dapat menyesuaikan printer 3D murah untuk menghasilkan bagian kualitas industri, pengguna dapat mencapai akurasi printer 3D yang lebih baik dengan mengubah beberapa parameter pencetakan dan mengambil langkah penting lainnya.

• Rancang bagian dengan printer di pikiran; hapus atau sederhanakan fitur yang sulit.
• Ekspor file STL dalam resolusi tertinggi yang mungkin.
• Kalibrasi printer 3D secara teratur atau sebelum pekerjaan pencetakan penting.
• Gunakan dukungan untuk menstabilkan objek saat dicetak, dan hati-hati saat menghapus dukungan agar tidak merusak bagian atau mengubah dimensi akhirnya.
• Gunakan plat panas (FDM) atau ruangan panas (SLS/logam) untuk menjaga suhu konsisten di seluruh bagian dan mengurangi bereformasi.
• Sesuaikan tekanan sabuk printer, memastikan mereka rapat tetapi tidak terlalu rapat. Gear penggerak tidak boleh meluncur.
• Luruskan batang linear dan rel, serta melumuri di tempat yang diperlukan. Batang dan rel yang lengket harus diganti segera.
• Kurangi kecepatan pencetakan dengan menyesuaikan pengaturan seperti laju aliran. Meskipun terlalu banyak pengurangan dapat menyebabkan masalah lain, pencetakan lambat dapat membantu mengurangi ketidakakuratan.

Bagaimana warping dan penyerapan mempengaruhi akurasi

Sebagian besar teknologi cetak 3D menghasilkan bereformasi kecil selama pencetakan, yang paling umum adalah warping dan penyerapan. bagian yang menunjukkan tanda warping dan penyerapan akan kurang akurat daripada yang tidak, karena bereformasi pada akhirnya mengubah bentuk akhir dan dimensi bagian.

Dalam sebagian besar kasus, tingkat bereformasi itu tidak signifikan. Untuk bagian kritis, namun, penting untuk mencoba dan mengurangi efek yang tidak diinginkan ini.

Metode untuk mengatasi warping dan penyerapan termasuk menggunakan perangkat lunak simulasi pencetakan canggih, menggunakan plat panas dan raft pencetakan (FDM), menggunakan bahan dengan titik leleh lebih rendah (FDM), menggunakan bahan yang lebih kaku (resin), membiarkan bagian selesai di printer untuk waktu yang ditetapkan (SLS), atau secara sederhana menggunakan teknologi seperti material jetting di mana bereformasi tidak mungkin terjadi.

3ERP adalah penyedia layanan cetak 3D yang terpercaya. Minta penawaran gratis untuk proyek cetak 3D Anda berikutnya.