Una guida rapida all’accuratezza dimensionale nella stampa 3D di 3d Hubs

L’accuratezza dimensionale si riferisce a quanto un oggetto stampato corrisponde alla dimensione e alle specifiche del file originale. Per parti precise, scegliere il processo di stampa e i materiali più appropriati per il design.

Cosa influisce sulla precisione dimensionale?
La stampa 3D è un processo imperfetto. Le decisioni che incidono sull’accuratezza dimensionale finale possono essere prese durante la progettazione dell’oggetto, la scelta di un metodo di stampa e la selezione dei materiali da cui verrà realizzato l’oggetto. Una volta finalizzato il progetto, il servizio di stampa 3D può prendere delle misure per assicurarsi che il prodotto finale sia il più preciso possibile.

Precisione della macchina

Precisione della macchina: alcune stampanti 3D sono semplicemente più accurate di altre. Molti produttori forniscono precisioni dimensionali standard per parti ben progettate realizzate su una macchina ben mantenuta.
materiale

Materiali: la scelta del materiale corretto per il tuo oggetto aumenterà notevolmente la precisione con cui può essere stampato. La resina SLA standard ha un’elevata precisione dimensionale rispetto alla resina flessibile SLA.
Dimensioni dell’oggetto

Dimensioni oggetto: in generale, i piccoli oggetti possono essere stampati con una precisione maggiore rispetto a quelli grandi. Gli oggetti più grandi hanno più spazio per errori di fabbricazione.
Deformazione e restringimento

Deformazione e restringimento: i processi coinvolti nella stampa 3D hanno la possibilità di deformare e ridurre i materiali. Grandi distese di materiale, superfici piane e strutture non supportate possono deformarsi e dovrebbero essere evitate nel progetto finale.
Strutture di supporto

Strutture di supporto: la presenza di strutture di supporto può essere necessaria per raggiungere un alto livello di precisione. Tuttavia, la rimozione di queste strutture di supporto influirà sulla finitura superficiale del prodotto.
Post produzione

Post elaborazione: le decisioni prese durante le fasi finali della produzione possono influire o conservare l’accuratezza finale. Sono necessarie adeguate procedure di raffreddamento per mantenere gli oggetti nella forma desiderata.
Accuratezza dimensionale dei comuni processi di stampa
La maggior parte dei processi di stampa 3D viene scelta per soddisfare uno scopo specifico. I prototipi sono realizzati con stampa FDM e oggetti complessi sono realizzati con sinterizzazione laser selettiva. L’accuratezza dimensionale dovrebbe essere presa in considerazione quando si seleziona un processo. Anche se il metodo di stampa è già stato scelto, una comprensione dell’accuratezza standard e le ragioni comuni del fallimento aiuteranno il processo di progettazione.

FDM

La modellazione a deposizione fusa (FDM) è uno dei processi di stampa 3D più comuni e viene spesso utilizzata per produrre prototipi rapidi o parti funzionali. La stampa FDM industriale ha una tolleranza dimensionale di ± 0,15% e un limite inferiore di ± 0,2 mm.

La stampa 3D FDM crea oggetti estrudendo i termoplastici attraverso un ugello riscaldato. Gli oggetti vengono stampati uno strato alla volta e questi strati si raffreddano a velocità diverse a seconda delle dimensioni e della struttura. Ciò può causare deformazioni e lievi variazioni nella precisione dell’oggetto finale. I materiali che richiedono temperature di stampa più elevate, come l’ABS, hanno un rischio maggiore di deformazioni.

Precisione dimensionale dei mozzi 3D
Materiali ABS FDM:
plastica di base, proprietà meccaniche e termiche migliorate rispetto al PLA
SLA

La stampa per stereolitografia (SLA) produce parti lisce e visivamente accurate in resina vulcanizzata. La stampa SLA industriale ha una tolleranza dimensionale di ± 0,15% e un limite inferiore di ± 0,01 mm.

La resina utilizzata per la stampa SLA richiede tempo per indurirsi completamente. Quando vengono stampati grandi span di materiale non supportati, è probabile che si deformino sotto il loro stesso peso o il peso degli strati circostanti. Il materiale potrebbe inoltre deformarsi quando l’oggetto viene rimosso dal piano di stampa durante la fase finale del processo di stampa.

Precisione dimensionale dei mozzi 3D
Materiali in resina SLA:
dettagli elevati e superficie liscia, prototipazione simile a uno stampo ad iniezione
SLS

La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è un processo particolarmente accurato che viene spesso utilizzato per produrre geometrie complesse. La stampa SLS ha una tolleranza dimensionale di ± 0,3% e un limite inferiore di ± 0,3 mm.

La stampa SLS utilizza i laser per sinterizzare strati di polvere insieme. Sebbene questo processo sia più accurato di FDM, esiste ancora la possibilità che i livelli non si raffreddino alle stesse velocità. Ciò può provocare deformazioni, specialmente in parti SLS più grandi. La soluzione è spesso di lasciare l’oggetto nel letto di polvere fino a quando non è completamente raffreddato.

Precisione dimensionale dei mozzi 3D
Prototipazione funzionale:
SLS è ideale per la fabbricazione di prototipi funzionali da materiali termoplastici tecnici resistenti e chimicamente resistenti
Getti di materiale

Il getto di materiale è il processo di stampa 3D più accurato. Il getto di materiale ha una tolleranza dimensionale di ± 0,1% e un limite inferiore di ± 0,05 mm.

Il calore non viene utilizzato nel processo di getto del materiale, pertanto è improbabile che si verifichino problemi di deformazione e riduzione. Tuttavia, pareti sottili e funzioni estremamente dettagliate potrebbero non essere stampate correttamente. Anche gli oggetti realizzati con getti di materiale non sono così durevoli come quelli realizzati con FDM; potrebbero deformarsi se esposti a condizioni ambientali come calore o umidità.

Stampa 3D in metallo

La stampa 3D in metallo funziona in modo molto simile ad altri processi di stampa 3D. La stampa su metallo ha una tolleranza dimensionale di ± 0,1 mm.

Sebbene esistano diversi servizi di stampa 3D in metallo , i più comuni utilizzano tecnologie simili alla sinterizzazione laser selettiva. Le polveri metalliche vengono riscaldate e fuse insieme in strati; poiché questi strati potrebbero raffreddarsi a temperature diverse, la deformazione è un problema coerente. La stampa su metallo richiede strutture di supporto e un trattamento antistress a base di calore viene spesso utilizzato per prevenire deformazioni al termine della produzione.

Trucchi rapidi per una maggiore precisione dimensionale
In generale, il getto di materiale ha la massima precisione dimensionale. SLA ha un’elevata precisione per parti inferiori a 1000 centimetri cubici e SLS ha un’elevata precisione per parti superiori a 1000 centimetri cubi. FDM è una soluzione relativamente accurata ed economica per la maggior parte dei componenti, soprattutto quando vengono rispettati i limiti inferiori.

Una volta scelto il processo corretto, prova questi suggerimenti per aumentare l’accuratezza del prodotto finale:

Evitare strutture di supporto di grandi superfici piane

Quando si creano disegni, evitare sempre superfici ampie e piatte. Utilizzare le strutture di supporto per sostenere le aree che potrebbero essere soggette al cedimento.
Molteplici piccole parti

Quando sono necessari oggetti di grandi dimensioni, è consigliabile stampare più parti di piccole dimensioni che possono essere collegate in seguito.
Materiali standard

A meno che non sia richiesta una funzione specifica, scegliere materiali standard che sono meno suscettibili alla deformazione.
Limiti inferiori

Prestare attenzione ai limiti inferiori del processo scelto. Il design digitale non dovrebbe avere caratteristiche o dettagli inferiori a questi limiti.
Banchi di stampa riscaldati calibrati e funzionanti

Se si utilizza direttamente una stampante, assicurarsi che il dispositivo sia calibrato e funzionante prima dell’avvio della produzione. Prendere in considerazione l’uso di letti di stampa riscaldati per mantenere gli oggetti a una temperatura uniforme fino al completamento della stampa.
Consultare la Knowledge Base degli hub 3D per informazioni su processi di stampa specifici e considerazioni di progettazione per migliorare l’accuratezza degli oggetti stampati. Preoccupazioni su un disegno specifico possono spesso essere sollevate con i servizi di stampa 3D prima dell’inizio della produzione.

L’analisi 3D Hub Design for Manufacturing verifica automaticamente la fattibilità di qualsiasi progetto con un processo di stampa scelto. Carica un file per vedere se soddisfa i requisiti di dimensioni, dettagli e spessore delle pareti. Se non sono elencati flag, l’oggetto può essere creato con l’accuratezza dimensionale normale per quel processo di stampa.

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