לפני שנכנס לגדלי זרבוביות והתאמות מהודקות, נתחיל עם התמונה הגדולה יותר. עלינו להשתמש בשפה משותפת להגדרת החלקים.
- קצבה הוא הבדל מתוכנן בין ערך סמלי או ערך ייחוס לערך מדויק.
- פינוי הוא קצבה המגדירה את המרחב המכוון בין שני חלקים.
- הפרעה היא קצבה המגדירה את החפיפה המכוונת בין שני חלקים.
- סובלנות הוא כמות הסטייה או הווריאציה האקראית המותרת לממד נתון. כמה שגיאות החלק יכול לסבול ועדיין לתפקד?
בואו נשתמש בדוגמה. אנו רוצים שסיכה של 5 מ"מ תיכנס לחור של 5 מ"מ, ואנחנו רוצים התאמה רופפת ביניהם.
אמרנו 5 מ"מ, אבל איזה 5 מ"מ חשוב יותר - החור 5 מ"מ או הסיכה 5 מ"מ? נניח שלאנשים אחרים יש סיכות של 5 מ"מ שהם רוצים להשתמש עם החור שלנו. במקרה זה מימד הסיכה אינו בשליטתנו, ולכן חשוב יותר לפעולה הדדית.
ההתאמה הרופפת קוראת לאישור. בואו נציין 0.2 מ"מ כך שהם חופשיים להסתובב. נוכל להוסיף את הקצבה 0.2 מ"מ לחור, ולתת חור 5.2 מ"מ עם סיכה של 5.0 מ"מ; נוכל לחסר את הקצבה 0.2 מ"מ מהסיכה, ולתת חור של 5.0 מ"מ עם סיכה של 4.8 מ"מ; או לפצל את ההבדל בכל דרך שאנחנו רוצים, כגון חור בגודל 5.1 מ"מ וסיכה בגודל 4.9 מ"מ. מכיוון שציינו שהסיכה חשובה יותר, נוסיף את הקצבה לחור.
כעת לאחר שהגדרנו את החלק שלנו, בואו נגדיר מונחים אחרים חשובים שיעזרו לנו להבין את תהליך הייצור:
- דיוק הוא השוני הממדי המרבי בין החלקים. (מילה אחרת עשויה להיות הדירות.) שים לב כי מכונה אינה יכולה לייצר חלקים עם סובלנות הדוקה יותר מהדיוק שלה.
- דיוק הוא גודל הצעדים שמכונה מסוגלת לבצע. דיוק מבולבל לרוב עם דיוק, אך הם אינם אותו הדבר.
כעת עלינו להבין את דיוק המכונה שלנו. המדפסת יכולה להדפיס את הסיכה הגדולה מ- 5 מ"מ או קטנה מ- 5 מ"מ. או שהוא יכול להדפיס את החור גדול מ- 5 מ"מ או קטן מ- 5 מ"מ. כדי לקבוע את דיוק המדפסת, נצטרך להדפיס כמה פינים של 5 מ"מ וחורים של 5 מ"מ ולמדוד את ההבדלים בין מה שהגדרנו למה שהדפסנו. ההבדל בין המידות הגדולות והקטנות ביותר הוא הדיוק של המכונה שלנו. הקפד למדוד את הדיוק במידות X, Y ו- Z; למדפסת עשוי להיות הבדל בין צירי ה- X ל- Y שישפיע על עגוליות החלקים. (אם זה כבוי, בדרך כלל ניתן לכוונן את זה בקושחת המכונה באמצעות תהליך כיול.) יתר על כן, עלינו לבדוק חלקים עגולים, חורים עגולים, חלקים מרובעים וחורים מרובעים, מכיוון שכל מדפסת יכולה להיות שונה באיזו מידה ניתן לחזור על חלקים אלה. .
נניח שהדיוק המדוד של המדפסת הן לחורים עגולים והן לסיכות עגולות הוא +/- 0.2 מ"מ.
לאחר מכן, אנו עוברים לאישור. מהו הפער המינימלי בין החלקים ועדיין לבצע את העבודה, ומהו הפער המרבי המקובל? בתור המעצב, אתה מחליט להחליט. בדוגמה זו אמרנו שאנחנו רוצים התאמה רופפת, אז בואו נגדיר מרווח של 0.2 מ"מ לפחות בין הסיכה לחור; אבל לא יותר מ 1.0 מ"מ או שהחלקים ייפלו.
מכיוון שדיוק המכונה הוא +/- 0.2 מ"מ, הסיכה תהיה בין 5.2 מ"מ ל -4.8 מ"מ. לכן על החור להיות 5.2 מ"מ פלוס פינוי פלוס דיוק החור. זה נותן את ממד החור כ 5.6mm +/- 0.2mm. תנאי הסובלנות המינימלי יהיה חור בגודל מינימלי (5.4 מ"מ) וסיכה בגודל מרבי (5.2 מ"מ), מה שמקנה מרווח של 0.2 מ"מ; הסובלנות המקסימלית תהיה חור בגודל מרבי (5.8 מ"מ) וסיכה בגודל מינימלי (4.8 מ"מ) המעניק מרווח של 1.0 מ"מ.
שים לב כי מרווח של 1.0 מ"מ הוא ממש מרושל. זה אולי נראה רופף מדי ליישום שלנו. אנו עשויים לחשוב להדק את הסובלנות ל -0.05 מ"מ על מנת להפחית את המרווח. אך ציינו כי מכונה אינה יכולה לייצר סובלנות הדוקה יותר מהדיוק שלה. אם המדפסת אינה יכולה לייצר חלק העומד בסובלנות שצוינו, נצטרך למצוא דרך אחרת לייצר או לסיים את החלקים.
בעולם עיבוד המתכת דרך נפוצה לעשות זאת היא לציין את חלקים שיוצרו בתחילה עם חומר מקסימלי בכוונה. זה מאפשר לנו להתחיל עם חור קטן יותר ולהשתמש בקידוח או במקדח כדי לפתוח אותו לחור מדויק ועגול יותר. אנחנו יכולים לעשות את אותו הדבר בעזרת סיכה, על ידי התחלה עם מוט עבה יותר וסיבוב או טחינה כלפי מטה כדי להפוך אותו לחלק ועגול יותר.
בעולם ההדפסה התלת ממדי של FDM, אנו יכולים לעשות את אותו הדבר בספסל העבודה. ראשית, הדפיסו את החלקים בשכבת קיר נוספת (או שתיים). העובי הנוסף מעניק חומר רב יותר להסרה בזמן קידוחו, או שחיקתו, מבלי להחליש את החלק בצורה קשה מדי. לאחר ההדפסה, הפעל מקדח דרך החור כדי לנקות אותו. או סובב את הסיכה בצ'אק של מנוע קידוח וטחן אותו בלולאה של נייר זכוכית.
כמובן שבכל פעם שאתה מוסיף פעולת גימור, זה יותר עתיר עבודה ולכן יקר יותר. אז זה לא משהו שאנחנו רוצים לעשות בכל חלק, אבל אנחנו יכולים לשקול את זה.
שימו לב שכשאתה מגדיר חלקים בצורה כזו אתה לא מתחיל בקוטר הזרבובית או בגובה השכבה. במקום זאת, אתה מאפשר לקוטר הזרבובית, גובה השכבה וסכום כל הגורמים להבדלים להופיע בדיוק המדוד של המכונה. חרירים קטנים יותר, שכבות דקות יותר, מיטות מחוממות או מאווררי קירור עשויים כל אחד לתרום לשיפור הדיוק, אך עדיף לקחת בחשבון את ההשפעה המצטברת של כל אפשרויות המכונה.