3D プリントの精度、精度、公差

3Dプリンターがその仕様に「高解像度」を持っているという事実は、すべての3Dプリント部品が正確かつ精密であることを意味するものではありません.精度、精度、公差の意味を理解することは、3D プリントで良い結果を得るために不可欠です。以下では、3D 印刷のコンテキストでこれらの各用語が何を意味するかを詳しく説明します。

精度

測定値が真の値にどれだけ近いかを正確に理解しています。的を例にとると、的の中心に近いほど命中精度が高くなります。 3D プリントでは、真の値は CAD 設計の投影寸法になります。したがって、3D プリントされた作品の精度は、デジタル デザインに似ているほど高くなります。

精度

精度は、測定の再現性を測定します。ターゲットの例に従うと、ショットは常に同じポイントの近くに衝突する可能性があります (これは正確です)。ただし、そのポイントはターゲットの中心ではない可能性があります。 3D プリントのコンテキストでは、これは各プリントで期待される結果を生み出す信頼性につながります。エンジニアリングの分野では、さまざまな 3D プリント材料を比較する場合、「精度」という用語は、非常に複雑な形状をプリントする材料の能力を指すために使用されます。

画像 1:精度と精度の違いの例。出典:Formlabs

寛容

公差は、特定の 3D プリントで必要な精度を定義します。公差はユーザーによって定義され、特定のアプリケーションごとに異なります。たとえば、機械アセンブリ コンポーネントには、プラスチック ケースの 3D プリントよりも厳しい公差が必要になります。

ターゲットの例に戻ると、左側の例では、ショットは互いに非常に近く、正確であると定義できますが、右側の例では、ショットは互いに離れており、それらは正確であると言えます。正確ではありません。ここで、3 リングの距離の精度の許容範囲を公差として定義すると、ショットは仕様内になります。

画像 2:公差は精度の許容範囲です。出典:Formlabs

3D プリントの精度と精度

3D プリンターを選択するときは、特定のニーズを特定することが非常に重要です。そのためには、精度と精度の概念を理解することが重要です。

不正確で正確な 3D プリンターは、特定の用途に最適なオプションである場合があります。たとえば、低コストの FDM 3D プリンターは精度の低いパーツを生成しますが、学生が 3D プリントについて学習する教育用途では、印刷されたパーツの寸法が CAD 設計の寸法と正確に一致することは重要ではない場合があります。ただし、ユーザーが必要とする許容範囲内で、3D プリンターが一貫して期待どおりに動作し、成功したエクスペリエンスを実現できると確信することが重要です。

それどころか、業界でのアプリケーションには、非常に厳しい公差で精度と優れた精度を保証する 3D プリンターが必ず必要です。

3D プリンターの正確さと精度を決定する主な要因は 4 つあります。

1. 3D プリント技術

3D プリントは、部品が層状に構築される付加的なプロセスであり、各層には不正確なリスクがあります。さらに、層が形成されるプロセスは、層の精度 (再現性) のレベルに影響します。 3D FDM プリントでは、層は複雑な詳細を実現する能力に欠けるノズル (ノズル) によって押し出されますが、3D 立体造形 (SLA) プリントでは、液体樹脂材料が高精度レーザーで硬化されて各層が形成されます。高品質の結果を繰り返し達成することになると、はるかに細かく信頼性の高い詳細を実現できます。

画像 3:FDM (左) と SLA (右) で印刷された作品の違い。出典:Formlabs

3D プリンターの仕様だけでは、最終的な寸法精度を表すものではありません。一般的なエラーは、寸法精度としての XY 解像度の記述です。デジタル ライト プロセッシング (DLP) プリンターの場合、XY 解像度は投影されたピクセル サイズです。多くの 3D プリンター システムは、この投影ピクセル サイズまたは XY 解像度を全体的な精度の数値として使用します (たとえば、75 ミクロンの投影ピクセル サイズを採用し、マシンの精度は ± 75 ミクロンであると述べています)。ただし、これらのデータは印刷物の精度には影響しません。コンポーネントからキャリブレーションまで、精度に影響を与える可能性のあるエラーの原因は数多くあります。また、分析する次の要因 (材料と後処理) もあります。要するに、3D プリンターを評価する最善の方法は、実際の部品と理論上の部品を比較することです。

2.資料

3D プリントに使用される材料の特性も、プリントの変形の可能性に影響を与える可能性があります。前に示したように、すべては各アプリケーションのニーズに依存します。歯科用 3D プリントでは、3D 設計に関する精度が不可欠であるため、非常に正確な結果を保証するこれらの用途向けの特定の製品があります。逆に、機能しないプロトタイプの 3D プリントの場合、物理的な製品の一般的なアイデアを得ることが目的である場合、精度はそれほど重要ではありません。

3.後処理

通常、樹脂を使用して 3D プリントされたパーツは、パーツが収縮する可能性があるプリント後の硬化プロセスを必要とします。収縮を考慮して、硬化プロセス後に得られる部品が元の CAD 設計に対して寸法的に正確であることを保証するために、これを設計で考慮する必要があります。

4.生態系

3D プリントを成功させるには、3D プリント自体だけでなく、プロセス全体に注意を払う必要があります。デザイン、ラミネート ソフトウェア、材料、温度、後処理ツールなど、すべてが最終結果に影響します。