تلورانس و دقت ابعادی در چاپ FDM

تلورانس در پرینت سه‌بعدی FDM اولین سؤال هر کسی است که قطعه‌اش باید با قطعه‌ی دیگری جفت شود: «اگر فایل ۱۰ میلی‌متر است، قطعه چند درمی‌آید؟» جواب کوتاه: نزدیک به ۱۰، ولی نه دقیقاً — و جهت خطا قابل پیش‌بینی است.

این مقاله می‌گوید خطا از کجا می‌آید، در کدام جهت بیشتر است، و چطور طراحی را طوری انجام دهیم که قطعه با وجود آن خطا درست کار کند.

دقت، تلورانس و لقی؛ سه چیز متفاوت

• دقت یعنی قطعه‌ی چاپ‌شده چقدر به عدد فایل نزدیک است.
• تلورانس یعنی چقدر انحراف از آن عدد برای کار شما قابل قبول است. این را شما تعیین می‌کنید، نه دستگاه.
• لقی فاصله‌ای است که عمداً بین دو قطعه‌ی جفت‌شونده در طراحی می‌گذارید تا خطای دقت را جذب کند.

بیشتر مشکلات ابعادی وقتی پیش می‌آید که این سه با هم قاطی شوند: قطعه با لقی صفر طراحی می‌شود و انتظار می‌رود دقت دستگاه جای لقی را بگیرد.

خطا از کجا می‌آید

1. پهنای خط اکستروژن. نازل ۰.۴ میلی‌متری خطی کمی پهن‌تر از ۰.۴ می‌گذارد؛ لبه‌های بیرونی کمی بیرون می‌زنند و دیواره‌ی سوراخ‌ها کمی به داخل.
2. جمع‌شدگی هنگام سرد شدن. هر پلاستیکی کمی جمع می‌شود. در ABS محسوس‌تر از PLA است و در قطعه‌ی بزرگ‌تر اثرش بیشتر.
3. چندضلعی شدن دایره. فایل STL دایره را با ضلع‌های صاف تقریب می‌زند. اگر هنگام خروجی گرفتن دقت پایین باشد، سوراخ از همان فایل کوچک‌تر است.
4. پای فیل. لایه‌ی اول برای چسبیدن به صفحه فشرده‌تر چاپ می‌شود و لبه‌ی پایین قطعه کمی بیرون می‌زند.
5. افتادگی سطح معلق. سقف سوراخ افقی یا هر سطحی که در هوا شروع شود، کمی پایین می‌افتد.

همه‌ی این‌ها با هم یک نتیجه‌ی ثابت دارند: سوراخ‌ها کوچک‌تر و محورها و برجستگی‌ها بزرگ‌تر از فایل درمی‌آیند.

دقت افقی با دقت عمودی یکی نیست

در صفحه‌ی افقی، نازل می‌تواند هر عددی را دنبال کند. ولی در ارتفاع، قطعه از لایه‌ها ساخته می‌شود و ارتفاع هر عارضه به نزدیک‌ترین مضرب ضخامت لایه گرد می‌شود. با لایه‌ی ۰.۲ میلی‌متری، پله‌ای که ۱.۱ میلی‌متر طراحی شده، ۱.۰ یا ۱.۲ درمی‌آید.

نتیجه‌ی عملی: ابعاد بحرانی را تا جای ممکن در صفحه‌ی افقی قرار دهید. سوراخی که باید دقیق باشد، اگر عمودی چاپ شود (محورش عمود بر صفحه) دایره‌ی بهتری می‌دهد تا اگر خوابیده چاپ شود.