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知識解讀|如何定義3D打印中的精度及影響精度的因素和潛在的權(quán)衡
發(fā)布時間：2023-06-29
在描述精度標準時，“精度”一詞經(jīng)常與“準確性”和“分辨率”混淆，例如在3D打印中，“精度”指的是零件的精度或機器的分辨率。
“精度”也經(jīng)常被用作結(jié)果可重復(fù)性的更具體的衡量標準：一件事如何始終如一地產(chǎn)生相同的結(jié)果？在制造業(yè)中，“精度”一詞可以簡單地指生產(chǎn)符合公差零件的能力。此外，機器的精度不能像它生產(chǎn)的零件精度那樣進行測量和量化。
那么，在3D打印中，我們應(yīng)該如何思考和測量精度呢？以下是定義3D打印精度的方法以及影響3D打印準確性的因素、某些精度定義帶來的權(quán)衡和選擇3D打印機的注意事項。
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定義3D打印精度
由于“精度”一詞可以有多種不同的定義，以下是定義3D打印精度的幾種不同方式:
①3D打印零件的可重復(fù)性？“精度”在這里指的是相對于重復(fù)性變化的測量；
②3D打印機能在多大程度上持續(xù)產(chǎn)生相同的結(jié)果？在這里，“精度”是指在同一臺機器上打印同一零件的測量值之間的接近程度。
利用Markforged 3D打印機打印了7000多個Onyx止血帶，增材制造要想大規(guī)模成功，需要精確的可重復(fù)性
尺寸精度和公差：從更通俗的“精度”定義來看，它意味著準確和精確，3D打印零件的精度也可以指打印對象可以達到的精度和細節(jié)水平。打印對象與您數(shù)字文件的預(yù)期設(shè)計或尺寸的匹配程度如何，更高的精度意味著打印的對象更接近所需的規(guī)格。
測量尺寸精度的一種方法是通過公差，公差是指與打印對象的預(yù)期尺寸或規(guī)格之間的可接受變化或偏差程度。
3D打印機的精度：另一種測量3D打印精度的方法是通過機器本身。當討論機器本身的精度而不是它的產(chǎn)量時，這個詞與其說是一個具體的衡量標準，更確切地說，是機器高精度、可重復(fù)性和高分辨率打印能力的結(jié)合，本質(zhì)上，是機器打印零件能力的精確程度。
拿繪畫作一個類比，用一把寬刷子快速、隨意地刷會更有效地覆蓋某個區(qū)域，而由受過訓(xùn)練的藝術(shù)家用一把尖端精細的畫筆可以增加更高層次的細節(jié)。
3D打印機是寬的還是細尖的，很大程度上取決于3D打印機結(jié)構(gòu)的兩個變量，3D打印機與任何其他數(shù)控機器一樣，包括：
■ 工具尖端，例如噴嘴、激光器或切割器；
■ 運動控制系統(tǒng)，操縱工具尖端穿過軸線。
Markforged 3D打印機的運動控制系統(tǒng)
如果您在兩臺相同的機器上打印，但一臺的噴嘴尺寸為0.4毫米寬，另一臺的噴嘴尺寸為0.25毫米寬，則使用0.25毫米噴嘴的機器被認為更精確。給定相同的噴嘴尺寸，具有運動控制系統(tǒng)的機器可以在X、Y和Z軸上以較小的運動增量運行，被認為更精確。
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哪些因素會影響3D打印的精度？
分辨率
3D打印機的分辨率決定了可以達到的細節(jié)水平。它通常是根據(jù)層高或打印機可以復(fù)制的最小特征尺寸來測量的，較小的層高或最小的特征尺寸通常導(dǎo)致更高的精度。
機械穩(wěn)定性
3D打印機機架和部件的穩(wěn)定性和剛度會影響精度。一臺結(jié)構(gòu)良好、堅固耐用的打印機在打印過程中不太可能出現(xiàn)振動或擺動，因此打印效果更為精確。
材料特性
即使打印過程可能很精確，零件輸出也會受到材料特性的影響，如收縮率、熱性能和流動特性，了解這些特性有助于實現(xiàn)更好的零件精度。
設(shè)計注意事項
打印對象的設(shè)計也會影響精度，諸如懸垂、橋接和復(fù)雜細節(jié)等特征可能需要額外的支撐結(jié)構(gòu)或特定的打印技術(shù)來在打印過程中保持精度，這可能影響打印部件的準確性。
后處理
許多3D打印零件在制造過程完成后需要進行后處理，例如拆除支撐結(jié)構(gòu)或打磨，這可能也會影響最終零件的精度。
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3D打印中精度的權(quán)衡
值得注意的是，在3D打印中實現(xiàn)高精度可能需要權(quán)衡。例如，如果機器能力是一個受控變量，那么以更高的精度打印通常需要在打印速度上做出妥協(xié)。使用較小的噴嘴可以獲得較高分辨率的打?。坏Y(jié)果是，材料必須以較慢的速度沉積。
Markforged PX100 3D打印機
金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)是精度抑制速度的一個例外，Markforged金屬粘合劑噴射3D打印機PX100可以非?？斓厣a(chǎn)出精確的零件，通過使用多個噴頭同時在幾個不同的地方噴射粘結(jié)材料，因此，一次構(gòu)建可以生產(chǎn)數(shù)十或數(shù)百個精確的零件。精密3D打印還可能需要以前沒有考慮到的零件設(shè)計問題，特別是復(fù)雜零件的設(shè)計，以確保打印過程中的穩(wěn)定性。
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選擇3D打印機的精度及注意事項
當將3D打印精度視為零件精度的可重復(fù)性時，精度對于任何制造應(yīng)用都至關(guān)重要。用戶應(yīng)該尋找一個可靠的3D打印平臺，在可接受的范圍內(nèi)成功打印?？紤]到速度和材料性能的權(quán)衡，3D打印機所需的精度水平完全取決于客戶的具體應(yīng)用，例如，雖然樹脂3D打印是生產(chǎn)精細特征的一種很好的方法，但它生產(chǎn)不出像高性能熱塑性材料一樣堅固的零件。
對于金屬3D打印，粘合劑噴射是在不影響速度的情況下實現(xiàn)高精度生產(chǎn)的絕佳選擇，它可以快速生產(chǎn)具有重復(fù)性的精確零件，同時使用的材料更少(因此降低了每個零件的運營成本)，Markforged PX100絕對是實現(xiàn)大規(guī)模精密金屬零件生產(chǎn)的有力選擇。
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華融普瑞(北京)科技有限公司作為Markforged在中國的授權(quán)增值經(jīng)銷商提供3D打印全流程、全價值鏈解決方案，涵蓋面向3D打印的拓撲優(yōu)化、3D打印服務(wù)、材料定制、設(shè)備定制和3D打印設(shè)備研發(fā)等核心環(huán)節(jié)。公司助力眾多用戶重新定義產(chǎn)品，重塑產(chǎn)品生命周期價值鏈，用戶行業(yè)覆蓋汽車、航空航天、醫(yī)療、消費品和教育等眾多領(lǐng)域。通過創(chuàng)新型的自主研發(fā)和3D打印應(yīng)用服務(wù)為客戶創(chuàng)造價值。
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