서로 맞는 조각을 디자인 할 때 어떤 종류의 틈새 / 공차를 사용해야합니까?

뚜껑이 달린 간단한 상자를 모델링한다고 가정 해 봅시다. 예를 들어 상자 상단을 따라 바깥 쪽 가장자리가 50mm x 50mm라고합니다. 3D 모델링 소프트웨어를 사용하면이 상자의 뚜껑을 쉽게 만들어 내부 가장자리 크기를 정확히 50mm x 50mm로 쉽게 둘러 쌀 수 있지만 나쁜 생각처럼 보입니다. 확실히 나는 쉬운 온 / 오프를 보장하기 위해 일종의 격차를 원할 것입니다. 정확한 그것은 문제가 요구하는 것처럼 맞는 것 같다.

• 이런 종류의 일에 얼마나 많은 차이가 있습니까?
• 노즐 크기와 관련이 있습니까?
• 어떤 종류의 스냅이나 클립이 꼭 맞는 경우에 기대하지만, 얼마나 딱 맞게 맞추고 싶은가가 중요하다고 생각합니다.
• 더 큰 레이어 크기의 초안 인쇄가이를 파악하는 데 도움이됩니까, 아니면 거친 레이어가 최종 인쇄보다 더 타이트하게 보이게합니까?

짧은 버전 : 기본적으로 프린터, 제조업체, 모델, 유형, 유지 보수 상태, 압출기, 슬라이서 설정, 벨트 장력, 재생, 마찰 등에 따라 다릅니다.

긴 버전 : 기본적으로 프린터는 인쇄 정확도를 결정합니다. 프린터를 교정하고 미세 조정하여 정확도에 약간의 영향을 줄 수 있습니다. 정기적으로 수행되는 작업은고정 크기의 교정 큐브 를 인쇄하는 것입니다. 그렇게하기 전에 " 프린터 압출기를 어떻게 교정합니까? "를 읽어야합니다 ."; 이것은 압출기를 교정하는 방법을 설명합니다. 미세 조정 된 압출기를 사용하여 XYZ 교정 큐브를 인쇄하거나 예를 들어 50 x 50 x 15 mm의 상자를 만들 수 있습니다. 캘리퍼로 길이와 너비를 측정 할 때, 이 인쇄 크기에 대한 공차의 양을 알 수 있습니다. 결국 프린터의 펌웨어에서 mm 당 단계를 다시 조정하여이를 변경할 수 있지만, 항상 권장되는 것은 아닙니다 (mm 당 단계는 관련되어야 함) 사용 된 메커니즘의 기계적 배치, 예를 들어 풀리 및 스테퍼 분해능과 결합 된 벨트 크기 및 피치).

" 움직이는 부분을 서로 붙지 않게하는 방법 "에 대한 답도 찾아보십시오 .; 이 답변은 조각들 사이의 오프셋에 대해 여러 값으로 외부 물체와 분리 된 악마 모양을 사용하는 공차 보정 모델을 인쇄하는 데 도움이됩니다. 이것을 인쇄하면 어떤 종류의 공차가 적합한 지 알 수 있습니다. 작은 부품의 공차는 큰 부품의 공차와 다를 수 있습니다.

따라서 귀하의 질문에 대한 답변은 3D 인쇄 기계에 따라 다르지만 일반적으로 공차 값의 범위는 수십 밀리미터입니다. 예와 같이 상자 위에 뚜껑을 두려면 뚜껑을 디자인 할 때 공차를 염두에 두어야합니다. 일반적으로 몇 십분의 1 밀리미터가 트릭을 수행하지만 테스트 인쇄를 먼저하면 정확하게 알게됩니다.

공차에 대한 레이어 높이의 영향에 대한 질문에 대답하기 위해 다음과 같이 인용합니다 .

25mm 큐브를 슬라이서에 넣고 채우기를 0 %, 둘레를 1로 설정하고 상단 솔리드 레이어를 0으로 설정합니다. 또한 미세한 해상도로 인쇄하고 싶을 것입니다. 0.15mm를 선택하면 실제로는 0.3mm와 반대로 벽 두께의 작은 (0.02mm) 차이.

예, 레이어 높이가 영향을 미치지 만 매우 적습니다.

흥미로운 것은 " matterhackers " 에서 " 3D 프린터의 허용 오차를 이해하기위한 안내서 "입니다.

나는 엄지 손가락 규칙에 따라 클리어런스 값을 사용합니다 : 0.1mm-약간의 힘에 맞추기 위해 0.2mm-힘없이 가장자리에 딱 맞습니다.

예 :

1) 플라스틱 부품으로 압축되는 3mm 금속 실린더는 3mm + 0.1mm * 2 = 3.2mm 직경의 인쇄 구멍이 필요합니다 (양면에서 클리어런스)

2) 플라스틱 부품에 맞는 3mm 나사는 3mm + 0.2mm * 2 = 3.4mm보다 큰 구멍이 필요합니다 .3.5mm는 이미 좋습니다.

이것은 완전히 실험적이지만 항상 세 가지 다른 프린터와 PLA 및 ABS 모두에서 저에게 효과적이었습니다.

예, 약간의 여유가 필요합니다. 완벽한 금속 부품을 가공하는 경우에도 간극을 원할 수 있습니다 (또한 Z 축을 따라 정렬이 잘못되어도 긴 조인트가 쉽게 결합 할 수 있음).

또한, 압출 압력 (노즐 높이가 노즐 직경보다 작음)에서 약간 돌출 된 벽에 대해 약간의 여유를 두어야합니다.

고려해야 할 다른 요소로는 레이어 변경 우즈 (종종 작은 이음새가 나타남) 및 가속으로 인한 파급 효과가 있습니다. 즉, 특정 모델이 프린터에서 요구하는 차이를 테스트 한 후에도 다른 모델을 설계 할 때 완벽하게 작동하는 동일한 차이에 의존 할 수 없습니다. 피팅에 회전 대칭이 필요한 경우, 견고하고 견고한 조인트를 신뢰할 수 없게 만드는 것이 더 어렵습니다.

경우에 따라 인쇄 디자인을 사용하면 클립 투게더 디자인과 유사한 효과를 얻을 수 있지만보다 긍정적 인 보존이 가능합니다.

노즐 크기와 스냅 맞춤에 들어가기 전에 더 큰 그림부터 시작하겠습니다. 부품을 정의하려면 공통 언어를 사용해야합니다.

• 허용치 는 공칭 또는 참조 값과 정확한 값 사이의 계획된 차이입니다.
  • 클리어런스 는 두 부분 사이의 의도적 인 공간을 정의하는 허용입니다.
  • 간섭 은 두 부분 사이의 의도적 인 중복을 정의하는 허용량입니다.
• 공차 는 주어진 치수에 허용되는 임의 편차 또는 변동량입니다. 부품이 얼마나 견딜 수 있고 여전히 작동합니까?

예를 들어 봅시다. 우리는 5mm 핀이 5mm 구멍에 들어가기를 원하며 그 사이에 느슨한 맞춤을 원합니다.

우리는 5mm라고 말했지만 5mm 구멍 또는 5mm 핀 중 어느 5mm가 더 중요합니까? 다른 사람들이 우리의 구멍에 사용하려는 5mm 핀을 가지고 있다고 가정 해 봅시다. 이 경우 핀 치수가 제어 범위를 벗어나므로 상호 운용성에 더 중요합니다.

느슨한 맞춤은 여유를 요구합니다. 자유롭게 회전 할 수 있도록 0.2mm를 지정하겠습니다. 구멍에 0.2mm의 여유를 추가하여 5.0mm 핀의 5.2mm 구멍을 제공 할 수 있습니다. 핀에서 0.2mm 공차를 빼면 4.8mm 핀으로 5.0mm 구멍이 생깁니다. 또는 5.1mm 구멍 및 4.9mm 핀과 같이 원하는 방식으로 차이를 나눕니다. 핀이 더 중요하도록 지정 했으므로 구멍에 여유량을 추가합니다.

이제 부분을 정의 했으므로 제조 프로세스를 이해하는 데 도움이되는 다른 용어를 정의하겠습니다.

• 정확도 는 부품 간의 최대 치수 변화입니다. (또 다른 단어는 반복성 일 수 있습니다.) 기계는 정확도보다 공차가 더 엄격한 부품을 생산할 수 없습니다.
• 정밀도 는 기계가 수행 할 수있는 단계의 크기입니다. 정밀도는 종종 정확성과 혼동되지만 같은 것은 아닙니다.

이제 기계의 정확성을 이해해야합니다. 프린터는 5mm보다 크거나 5mm보다 작은 핀을 인쇄 할 수 있습니다. 또는 5mm보다 크거나 5mm보다 작은 구멍을 인쇄 할 수 있습니다. 프린터의 정확성을 확인하려면 5mm 핀과 5mm 구멍을 인쇄하고 정의한 것과 인쇄 한 것의 차이를 측정해야합니다. 가장 큰 측정과 가장 작은 측정의 차이는 기계의 정확도입니다. X, Y 및 Z 치수의 정확도를 측정하십시오. 프린터는 부품의 진원도에 영향을주는 X 축과 Y 축 사이에 차이가있을 수 있습니다. (꺼져 있으면 일반적으로 보정 프로세스를 통해 기기의 펌웨어에서 조정할 수 있습니다.) 또한 원형 부품, 원형 구멍, 사각형 부품 및 사각형 구멍을 테스트해야합니다.

둥근 구멍과 둥근 핀에 대한 프린터의 측정 정확도는 +/- 0.2mm라고 가정 해 봅시다.

그런 다음 정리를 진행합니다. 부품 사이의 최소 간격은 얼마입니까? 여전히 작업을 수행하는 최대 허용 간격은 얼마입니까? 디자이너로서 결정하는 것은 당신에게 달려 있습니다. 이 예에서 우리는 느슨한 맞춤을 원한다고 말 했으므로 핀과 구멍 사이에 최소 0.2mm의 간격을 정의하십시오. 1.0mm 이하이면 부품이 빠집니다.

기계의 정확도는 +/- 0.2mm이므로 핀은 5.2mm에서 4.8mm 사이입니다. 따라서 구멍은 5.2mm + 간극 + 구멍의 정확도를 가져야합니다 . 구멍 크기는 5.6mm +/- 0.2mm입니다. 최소 공차 조건은 최소 크기의 구멍 (5.4mm)과 최대 크기의 핀 (5.2mm)으로 0.2mm의 간격을 제공합니다. 최대 공차는 최대 크기의 구멍 (5.8mm)과 최소 크기의 핀 (4.8mm)으로 1.0mm 간격을 유지합니다.

1.0mm의 여유 공간은 실제로 너무 느슨합니다. 응용 프로그램에 비해 너무 느슨해 보일 수 있습니다. 클리어런스를 줄이기 위해 공차를 0.05mm로 조이는 것이 좋습니다. 그러나 우리는 기계가 정확도보다 더 공차를 만들 수 없다는 점에 주목했습니다. 프린터가 지정된 공차를 충족하는 부품을 생산할 수없는 경우 부품을 제조하거나 마무리하는 다른 방법을 찾아야합니다.

금속 가공 분야에서이를 수행하는 일반적인 방법은 의도적으로 최대 재료로 처음 제조 할 부품을 지정하는 것입니다. 이를 통해 더 작은 구멍으로 시작하고 보어 또는 드릴 비트를 사용하여 더 정밀하고 둥근 구멍으로 열 수 있습니다. 두꺼운 막대로 시작하여 더 부드럽고 둥글게 만들기 위해 핀을 돌리거나 갈아서 핀으로 동일한 작업을 수행 할 수 있습니다.

FDM 3D 프린팅 세계에서는 워크 벤치에서 동일한 종류의 작업을 수행 할 수 있습니다. 먼저 여분의 벽 레이어 (또는 2 개)로 부품을 인쇄하십시오. 여분의 두께는 부품을 심하게 약화시키지 않으면 서 드릴링 또는 분쇄하는 동안 더 많은 재료를 제거합니다. 인쇄 후 구멍을 통해 드릴 비트를 뚫어 청소하십시오. 또는 드릴 모터 척의 핀을 돌려서 사포로 연마하십시오.

물론 마무리 작업을 추가 할 때마다 노동 집약적이며 비용이 많이 듭니다. 그래서 이것은 우리가 모든 부분에서하고 싶은 것이 아니지만 그것을 고려할 수 있습니다.

이 방법으로 부품을 정의 할 때는 노즐 직경 또는 레이어 높이로 시작하지 않습니다. 대신, 노즐 직경, 층 높이 및 모든 변형 원인의 합계를 측정 된 기계의 정확도에 표시 할 수 있습니다. 더 작은 노즐, 더 얇은 층, 가열 된 층 또는 냉각 팬은 각각 정확도 향상에 기여할 수 있지만 모든 기계 옵션의 누적 영향을 고려하는 것이 가장 좋습니다.

노즐이라고 말 했으므로 FDM 3d 인쇄를 의미합니다. 일반적으로 부품 간 간격을 한 개만 사용합니다. 외곽선은 일반적으로 노즐의 크기와 같습니다. 3D 인쇄 사각형 개체의 모서리가 둥글게됩니다. 반올림의 반경은 노즐 직경의 절반이됩니다 (예 : 노즐 반경). 또한 외곽선에 과다 압출이 발생하면 두 부분이 서로 맞지 않습니다. 이것은 물론 쉽게 분리되도록 설계되었다고 가정합니다. 그렇지 않으면 마찰을 맞추기 위해 정확하게 맞출 수 있습니다.

나는 일반적으로 벽 두께가 다른 테스트 큐브를 인쇄하고 평균 편차를 계산합니다. 이것은 관용으로 사용합니다. 그러나 많은 벨트 구동 직교 프린터가 XY 축을 따라 +/- 0.1 ~ 0.25 mm보다 훨씬 우수한 성능을 낼 수 있다고는 생각하지 않습니다. 따라서 0.1에서 0.25mm 사이의 것을 사용하는 것이 좋습니다. 0.5mm를 초과하면 기계공에 문제가있는 것입니다.

4 개월을 인쇄 한 후 필라멘트와 노즐의 구조에 따라 두 가지 이상의 상황에 대한 답을 얻었습니다. 이 토론에서는 .4mm 노즐과 함께 .1mm 레이어를 사용하고 있습니다.

첫 번째 질문은 기본 상자와 뚜껑입니다. 원에서 노즐 개구부의 모양을 기억하는 것이 중요합니다. 따라서 공기를 압출 할 때 실린더를 얻게됩니다. 그러나 우리는 야외로 압출하지 않습니다. 압출 된 필라멘트를 빌드 표면 또는 이전 레이어로 미묘하게 누릅니다. 이 경우 필자의 최상의 아스키 아트를 사용하여 압출 된 필라멘트 라인의 단면에는 둥근 모서리의 가장자리가 다음과 같이 .4mm 노즐 크기와 비슷합니다.

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여러 레이어를 배치 할 때 인쇄 된 부품의 외부 가장자리는 다음과 같습니다.

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여기서 곡선의 바깥 쪽 가장자리는 실제로 계획된 부품 치수에서 약간 돌출됩니다. 문제는 "얼마나"입니까? 지금까지 내 경험은 .05mm였습니다. 그리고 상자 부분과 뚜껑 부분 모두에 대해 설명해야합니다. 또한 뚜껑을 디자인 할 때 각 치수 축의 양쪽 끝에서이 간격을 고려해야합니다. 이는 0.2mm 정도의 틈이 여전히 훌륭하고 잘 맞을 수 있음을 의미합니다.

두 번째 시나리오의 경우 한 쌍의 인쇄물이 적합하다고 가정 해 봅시다. 베이스 프린트에는 레고 피스와 같이 위쪽을 향한로드 또는 실린더가 포함되어 있으며,이 구멍은 짝을 이루는 개구부에 끼워집니다.

이제 상단에 일치하는 실린더 개구부를 작성해야하며 얼마나 큰지 알아야합니다. 문제는 개구부의 상단이며, 필라멘트를 들어 올리려면 그 아래에 공기가 있습니다. 작은 간격의 경우 거리를 연결할 수 있습니다. 더 큰 간격을 위해지지 재료 또는 반구 상단을 사용할 수 있습니다.

이 시나리오에서 이러한 옵션이 어렵다고 생각하거나 다른 요인으로 인해이 부품을 옆으로 눕혀 놓았다고 가정 해 봅시다. 따라서 수프 캔처럼 앉아있는 실린더를위한 개구부 대신 실린더 옆에 놓인 부분을 인쇄합니다.

이제 필라멘트가 배치되는 방법의 형상을 고려할 수 있습니다. 필자의 예제 노즐 및 레이어 치수를 사용하면 개구부 가 모델에 표시된 정확한 원이 아님을 알 수 있습니다 . 대신 오래된 8 비트 컴퓨터 아트와 같은 격자 패턴이 있습니다. 게다가 각 "픽셀"의 너비는 높이보다 최대 4 배 더 큽니다.

이를 염두에두고 필요한 최소 여유 공간은 높이 .1mm의 1/2이되며 잘못된 상황은이를 .4mm 필라멘트 폭의 1/2까지 확장 할 수 있습니다. 그리고 이것은 부품 (양쪽) 주위를 완전히 통과하기 때문에이 거리가 두 번 필요합니다. 이것은 앞에서 언급 한 찢기 효과 에 추가 된 것입니다. 결과적으로 둥근 부분은 .3mm와 .5mm 사이의 간격을 찾아야하며 어떤 부분에서 크기를 조정하려는 경우 간격 공간이 추가로 필요합니다. 그러나, 플라스틱은 유연하고 푸시가 (리터럴) 밀려 올 때, 모래가 가능하다는 것을 기억하십시오. 실제로 나는 그 범위의 하단 근처에서 잘했습니다.