3D打印机是否真的达到50微米（0.05毫米）的精度？

14

我一直想知道3D打印设备的实际精度。在寻找理想的机器购买时，我查看了速度，价格，支持的灯丝等，还包括精度。我曾经问过一个可以给我一些建议的人。

有人告诉我的一件事是，许多打印机不一定具有0.05毫米（50微米）的疯狂精度。另一个人告诉我一些不同的东西-他说这些打印机中的大多数实际上都能够输出50微米的层高。真的怎么样

另一件事是这些机器的官方切片器也声称这种精度是真实的，例如PrusaSlicer v2.0。

有许多高端，非常昂贵的机器，甚至有时他们声称其分辨率低于50微米。

3d-models 3d-design fdm

— 圣路加福音5
source

1

根据使用的喷嘴尺寸，Ultimaker的Z层高度分辨率为20-60微米，我已经使用过几次小尺寸的涂层，产品效果惊人，几乎看起来像是注塑件，但打印时间很长。

— 0scar

2

值得注意的是精度和准确性之间的差异。能够以〜50微米的增量移动，并不一定意味着它总是会一直停留在其应有的50微米之内。如果它宣称精度为50微米，但步长实际上平均为48微米，则意味着尝试移动10厘米将只能移动9.6厘米-绝对不准确。

— 帽子的家伙

11

这个问题没有简单的答案，如果有，那就是“否”。但是，情况要复杂得多。当打印机规格引用这样的精度时，它们通常以步进电机的一个“微步距”为依据，以每个轴上最小运动的名义尺寸为依据。在Hackaday上有一篇很棒的文章，解释了这如何影响准确性：准确度是如何真正实现微步的。

在机械定位级别上-将打印头放置在需要以所需精度挤出材料的位置上-至少有以下因素限制了精度：

微步通常在整个步之间大致单调地隔开，但是不必将整个步分成均匀的部分。它们的性能如何取决于打印机控制板使用的步进驱动器。通常，微步长是一个步长的1/16（尽管有些驱动程序的步长是1 / 8、1 / 32甚至是1/256，也许还有其他），因此，如果您看到的额定精度为0.05毫米，则整个步长，这可能是您可以获得可靠精度的最低要求，可能是0.8毫米。
步进电机在负载下会稍微偏转-最多整整2步，但如果它们没有过载，则很有可能不到一步。皮带也一样。对您的影响取决于打印机的设计以及每个轴移动的质量。在这方面，直接驱动挤出机要差得多。台达打印机可能是最好的。

可以通过使用每转更多步数的步进电机，更好的步进驱动器芯片，减少齿轮等来权衡这些问题，从而有所缓解。

最重要的是，您还具有挤出和打印材料的属性，这限制了您的准确性：

挤出机马达会遇到与定位马达相同的精度问题。如果您在任何地方挤出过多或过少的材料，则必然会出现精度问题。您可以根据细丝的横截面积，挤出机齿轮的尺寸，挤出机电机步长和微步长等来计算它们。
如果长丝直径不一致，则挤出的材料也会过多或过少。
如果材料在挤压时没有适当冷却或保持温暖（因材料而异），它会下垂，翘曲或卷曲，最终出现在与所需位置不同的位置。
喷嘴/挤出宽度与层高之间的比率与理想比率之间的变化越多，挤出的材料路径的形状与您尝试打印的模型的差异就越大。特别是在厚层的情况下，它们将沿着墙壁变圆而不是近乎平坦。

从理论上讲，可以通过更好地切片来缓解许多这些问题，而现在它们可以比现在更好地解决。在计算机上发生的将原始3D模型转换为将材料挤出到哪里的指令的逻辑。

综上所述，您仍然可以获得非常惊人的准确性，尤其是使用性能良好或经过良好调整的普通打印机。在我廉价的Ender 3上，经过一遍又一遍的明显问题后，我至少在某些型号上可以在X和Y方向上获得0.1 mm的尺寸精度。因此，我认为一个更好或更优化的打印机可以获得0.05毫米的精度是非常合理的。

— R .. GitHub停止帮助ICE
source

1

这只能真正解决定位精度，而不能解决印刷部件的精度问题。

— 肖恩·霍利哈内

@SeanHoulihane答案的后半部分明确涵盖了打印的准确性，不是吗？显而易见（从控制工程学来看），打印不可能比定位准确。因此，运动的精度是打印精度的极限-只能使打印效果更差，而不能更好。

— Graham

抱歉，是的，您已涵盖了它（以及相关因素），但是我认为您的“显而易见”对于想要询问精度的人来说根本不明显-借助当今的技术，定位似乎是较小的来源之一最终结果错误-使其成为错误的指标。

— 肖恩·霍利哈内

然后就是步距角的公差。每步1.8°的电动机上的5％公差意味着转子可以在1.71°和1.89°之间的任何位置移动

— user77232

定位的名义分辨率是“错误指标”，这在很大程度上是我得到的答案-它不会告诉您定位实际上是精确还是准确，也不会告诉您打印的其他部分是否会以更大的方式限制精度。

— R .. GitHub停止帮助ICE，

9

有人告诉我的一件事是，许多打印机不一定具有0.05毫米（50微米）的疯狂精度。另一个人告诉我一些不同的东西-他说这些打印机中的大多数实际上都能够输出50微米的层高。真的怎么样

您读过的两件事都是完全正确的。

大多数打印机能够达到50微米的层高。但是，层高不等于“精度”或“精度”。层高规范是一个无用的营销术语，您应该忽略；层高对于3D打印机而言是动态对比度，对于监视器而言。

所有FDM打印机天生就很难生产公差严格的零件。长丝挤出过程中引入了许多难以控制的变量：长丝的直径可能会变化，将长丝喂入挤出机与挤出之间有一定的延迟，而从挤出机出来的粘稠长丝则表现为不可预测的方式。

没有人知道如何以与成品零件质量相关的方式量化3D打印机的“准确性”。无法从打印机的规格表中分辨出哪个打印机生产出“更好”或更精确的零件。

— 汤姆·范德赞丹
source

我冒昧地猜测，制造商无法像谷歌无法找出在Google Play中搜索无广告的应用程序一样，想出如何量化其3D打印机精度的方法。弄清楚这根本不符合他们的利益。

— 德米特里·格里戈里耶夫

@DmitryGrigoryev至少有一个制造商应该对此有所了解（例如，制造最精确打印机的制造商）。

— Tom van der Zanden

即使您制造最精确的打印机，在打印机规格中列出真正的准确性，而其他人列出的分辨率都标记为“准确性”将使您处于不利地位。

— 德米特里·格里戈里耶夫

@DmitryGrigoryev可以通过在比较表中列出两者来补偿。如果您有真正可衡量的优势，则可以通过良好的研究来制作良好的营销材料。

— 里克（Rick）

7

一种 0.05毫米分辨率（出于市场目的有时称为“准确性”）意味着，如果您生产一堆10毫米的骰子和一堆10.05毫米的骰子，那么10.05毫米的骰子在统计学上会更大。请注意，骰子实际上不必在10毫米附近，而且10.05毫米堆的随机骰子也不必大于10毫米堆的随机骰子。

一个重复性0.05毫米（又称“重复精度”）意味着，在上面的实验中，来自10.05毫米堆的每个模具必须大于来自10毫米堆的每个模具。请注意，您的骰子仍然不必在实际的10毫米附近。

一个精密为0.05mm装置（又名正确度），在上述10毫米模头的平均大小的实验应9.975..10.025毫米之内。请注意，单个骰子不必在该间隔内。

最后，0.05 mm 的一般精度（在ISO 5725中定义）意味着每10 mm的模具应在9.975..10.025 mm之内。

综上所述，您问题的陈述适用于“商业准确性”，而不适用于准确性的一般定义。例如，这里有一篇文章比较了牙科应用中3D打印机的精度（因此我们所说的是高端机器），其平均精度范围为0.05到0.1 mm，绝对精度范围为0.11到0 ，17毫米。

— 德米特里·格里戈里耶夫（Dmitry Grigoryev）
source

2

因此，您解决了问题中的单词，而不是3d打印机的原理。辉煌！

— user77232

2

Tom的答案是正确的，大多数打印机都可以在层高分辨率下正常运行使用0.4毫米喷嘴以50微米。所得的表面光洁度可能会好于较粗糙的层设置，并且在较细的层高下，打印质量可能会下降。

层的高度也可能定义得很好（除了第一层，悬垂，翘曲等），但这取决于打印机的几何形状。

没有很好控制（或测量）的细节是熔融塑料在挤压时的挤压/拉伸。这会对局部表面光洁度（以及内径等尺寸）产生重大影响。

准确度最好通过打印各种类型的测试零件的结果来评估，而不是通过简单的数字参数来评估。

— 肖恩·霍利汉（Sean Houlihane）
source