인쇄용 설계 1부:3D 인쇄 단위 테스트 및 허용 오차

우리는 모두 거기에 있었습니다. 몇 시간이 걸리는 부분을 인쇄했지만 정답하지 않다는 것을 알게 되었습니다. 원하는 방식으로 맞추기 때문에 불량 부품에 귀중한 인쇄 시간과 재료를 낭비하게 됩니다. 3D 프린팅은 손이 닿지 않는 제조 프로세스이므로 CAD 모델을 프린터로 보내면 변경할 수 있는 것이 많지 않습니다. 부품은 몇 시간 또는 며칠이 걸릴 수 있으며 마감 기한이 있는 경우 수정된 공차로 부품을 완전히 다시 인쇄하는 것은 시간이나 금전적 관점에서 여유가 없는 사치입니다. FFF(Fused Filament Fabrication) 인쇄로 만든 3D 인쇄 부품은 열 수축으로 인해 수축하기 때문에 3D 프린터는 사용자가 지시한 치수를 정확하게 인쇄하지 못하는 경우가 많으므로 허용 오차를 고려해야 합니다. 이 게시물에서는 전에 3D 인쇄 허용 오차가 올바른지 확인하는 방법을 안내해 드리겠습니다. 전체 부품을 인쇄하여 잘못된 부분만 찾습니다.

3D 인쇄 부품을 단위 테스트하는 곳입니다. 편리합니다. 단위 테스트는 전통적으로 소프트웨어 용어로, 본질적으로 코드의 작은 조각이 전체 스크립트에 통합되기 전에 독립적으로 작동하는지 테스트합니다. 우리는 3D 프린팅에서도 동일한 작업을 수행할 것입니다. 나중에 더 큰 디자인에 통합될 것의 작고 빠른 부분을 인쇄하여 엄청난 부분을 인쇄하기 전에 기능과 적합성을 확인하거나 테스트합니다.

예를 들어, 이 프로토타입 3D 인쇄 개미무게 전투 로봇의 상단은 비둘기 꼬리에서 영감을 받은 홈 세트를 통해 베이스에 슬라이드를 설계하고 있습니다(하나는 아래에 동그라미로 표시됨). 두 부분을 결합하여 인쇄하는 데 4일 7시간이 걸리므로 모든 것을 인쇄하기 전에 홈이 올바른 크기인지 확인하기 위해 3D 인쇄 단위 테스트를 하고 싶습니다.

3D 인쇄를 위한 좋은 단위 테스트 설계

잘 설계된 단위 테스트는 디자인과 인쇄 모두 빠르고 쉬워야 합니다(저는 보통 30분에서 1시간의 인쇄 작업을 목표로 합니다). 저는 홈 쌍의 단일 미니어처 버전을 모델링한 다음 더브테일의 모든 면에서 오프셋이 없는 것부터 -0.2mm 오프셋까지 다양한 면 오프셋 거리로 복사본을 만들었습니다. 이는 각 수 홈 프로파일이 마지막 것보다 얇음을 의미합니다.

또한 아래 CAD 스크린샷에 표시된 것처럼 오프셋 거리가 어느 것인지 상기할 수 있도록 번호 매기기를 추가했습니다.

3D 인쇄 단위 테스트 테스트

기억해야 할 한 가지는 테스트를 가능한 한 정확하게 수행할 수 있도록 최종 부품이 인쇄될 방향으로 단위 테스트를 인쇄하는 것입니다. 인쇄는 1시간 15분밖에 걸리지 않았습니다. 전체 로봇 섀시를 인쇄한 다음 내 슬라이드 온 그루브가 허용되지 않는 것을 찾는 것보다 훨씬 낫습니다.

이를 테스트하기 위해 가장 큰 페이스 오프셋(-0.2mm)에서 시작하여 0.0mm 오프셋까지 작업하면서 암 홈 프로파일 조각을 각 수 프로파일에 밀어 넣습니다.

-0.2mm 오프셋 프로파일은 매우 느슨했습니다. 로봇 상단이 그냥 미끄러지는 것을 원하지 않습니다. -0.15mm 및 -0.1mm 수컷 프로파일은 괜찮았지만 내가 원하는 만큼 꼭 맞지는 않았습니다. -0.05mm 오프셋은 결국 딱 맞았습니다. 쉽게 두드릴 수 없을 정도로 꼭 맞고 약간의 압력으로 밀어낼 수 있었습니다. 최종 프로파일인 0.0mm 오프셋은 내가 좋아하는 것보다 약간 빡빡했습니다. 이제 최종 디자인에 -0.05 오프셋 값을 입력할 수 있으며 원하는 대로 미끄러질 것이라고 확신합니다. 실제로 상단을 제자리에 고정하는 기능이 몇 가지 더 있지만 두 부품을 연결하는 홈은 제가 확신할 수 없는 허용 오차였습니다.

단위 테스트의 다른 용도

단위 테스트는 특정 조건에서 프린터가 어떻게 작동하는지에 대한 좋은 이해를 원하더라도 모든 종류의 허용 오차에 대해 정말 중요합니다. 예를 들어, 주어진 3D 프린터의 구멍 허용오차를 파악하려면 다음과 같이 인쇄할 수 있습니다.

그런 다음 구멍 크기를 측정하고 측정된 값을 CAD 모델의 치수 값과 비교할 수 있으므로 3D 인쇄할 부품의 각 평면에 남겨야 하는 구멍 공차를 잘 파악할 수 있습니다. 그런 다음 이 테스트를 향후 설계 작업을 위한 참조로 사용할 수 있으며 하나가 아닌 많은 3D 인쇄 부품을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.

또한 프린터를 사용하면 단위 테스트 프로세스를 한 단계 더 발전시킬 수 있습니다. 이 전체 로봇 섀시를 인쇄해야 하지만 탄소 섬유를 사용하여 강화하기 전에 모든 구성 요소가 내부에 맞는지 확인하고 싶다고 가정해 보겠습니다. 액자. 섬유를 인쇄물에 도입하기 전에 3D 프린팅된 피팅 프로토타입을 만들어 모든 구성 요소가 3D 프린팅된 부품 내부(또는 그 반대)에 맞는지 테스트할 수 있습니다. 이것은 다시 재료 낭비를 줄이고 비용을 절감하여 최종 형상과 섬유 충전 부품의 형태를 인쇄하기 전에 테스트할 수 있습니다.

단위 테스트의 진정한 가치:

이 전체 섀시와 상단을 인쇄하고 홈 허용 오차를 엉망으로 만들었다고 가정해 보겠습니다. 그런 다음 이 전체를 두 번 인쇄해야 합니다. 그렇지 않으면 꽤 이상한 작은 기하학적 특징을 해킹하는 데 몇 시간을 보내야 하고 아무도 그렇게 하고 싶어하지 않습니다. 3D 인쇄된 부품을 적합하게 만들기 위해 줄이나 샌딩을 하면 특히 작은 형상이 포함될 때 종종 흉터를 남기고 표면 조도가 좋지 않으며 실수로 형상이 파손되거나 3D 인쇄된 부품의 내부 구조가 노출될 수 있습니다. 큰 부품을 두 번 인쇄하는 것이 디자인 시간을 조금 더 투자한 다음 작은 부품 하나와 큰 부품 하나를 인쇄하는 것만큼 좋지 않다는 것은 매우 분명하지만 3D 인쇄에 대해 확신이 없는 경우를 대비하여 다음은 제 로봇의 숫자입니다. 아직 단위 테스트:

단위 테스트는 첫 번째 시도에서 제대로 나오도록 하려면 대형 3D 인쇄 부품에 매우 중요합니다. 후 처리는 표면 샌딩, 구멍 드릴링 또는 잘못된 치수의 조인트 정리와 같이 대부분의 사람들이 3D 인쇄 시 처리할 것으로 기대하는 프로세스입니다. Mark Two 복합 3D 프린터만큼 안정적이고 정밀한 프린터에서는 후처리를 수행해야 하는 단계가 필요하지 않으며 단위 테스트를 통해 부품이 원하는 대로 출력되는지 확인할 수 있습니다. 에.

이 테스트를 직접 확인하려면 여기에서 다운로드할 수 있습니다.

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