質(zhì)量、精度和準(zhǔn)確度：如何找到3D打印的方法？

魔猴君  知識(shí)堂   4天前

在3D打印領(lǐng)域，我們經(jīng)常聽(tīng)到有關(guān)打印質(zhì)量、精度甚至準(zhǔn)確度的問(wèn)題。雖然這些術(shù)語(yǔ)看起來(lái)很相似，甚至可以互換，但它們實(shí)際上指的是截然不同的概念，對(duì)于增材制造項(xiàng)目的成功都至關(guān)重要。無(wú)論是創(chuàng)建功能原型、機(jī)械零件還是設(shè)計(jì)對(duì)象，了解這些概念之間的差異可以讓您更好地調(diào)整設(shè)置、期望和控制方法。

本文旨在澄清這些經(jīng)常被誤解的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，同時(shí)展示它們對(duì)印刷結(jié)果的具體影響。通過(guò)了解打印質(zhì)量與其精度或準(zhǔn)確度之間的區(qū)別，可以更輕松地診斷缺陷、解釋公差或根據(jù)機(jī)器的用途評(píng)估其性能。

定義準(zhǔn)確度、精確度和公差

在談?wù)撡|(zhì)量之前，必須先建立明確的定義：

準(zhǔn)確度：3D打印機(jī)生產(chǎn)尺寸接近原始數(shù)字文件尺寸的零件的能力。

精度：能夠始終如一地再現(xiàn)相同的幾何形狀。如果打印機(jī)重復(fù)出現(xiàn)系統(tǒng)性錯(cuò)誤，那么它即使精確，也不可能準(zhǔn)確。

公差：給定評(píng)級(jí)的可接受區(qū)間。它對(duì)應(yīng)于在不影響零件功能的情況下尺寸可以變化的幅度。

這些概念直接來(lái)自計(jì)量學(xué)詞匯，適用于所有制造技術(shù)，包括增材制造。在3D打印中，它們對(duì)于評(píng)估機(jī)器的可靠性或打印物體是否適合其預(yù)期用途特別有用。

差距與具體后果

精確度和準(zhǔn)確度之間的混淆不僅僅是一個(gè)術(shù)語(yǔ)問(wèn)題。一臺(tái)打印機(jī)可以生產(chǎn)多個(gè)相同的部件，這些部件與模型的尺寸偏差都相同，這表明精度好但準(zhǔn)確度差。相反，機(jī)器可能會(huì)生產(chǎn)出非常接近所需尺寸的零件，但無(wú)法始終如一地復(fù)制它們。

卡尺可以讓你進(jìn)行精確的測(cè)量。

對(duì)于機(jī)械組裝來(lái)說(shuō)，這些間隙會(huì)阻礙兩個(gè)部件的配合。對(duì)于美學(xué)模型或原型來(lái)說(shuō)，后果會(huì)較少。這就是為什么必須根據(jù)設(shè)想的應(yīng)用類(lèi)型調(diào)整精度和準(zhǔn)確度要求。

超越維度的品質(zhì)

3D打印的質(zhì)量并不局限于其幾何尺寸。它包括表面外觀、材料的一致性、是否存在可見(jiàn)缺陷，還包括零件的堅(jiān)固性、對(duì)模型的保真度，甚至是否符合生產(chǎn)時(shí)間和成本。某個(gè)部件可能具有出色的視覺(jué)質(zhì)量，但功能卻不準(zhǔn)確或不充分。

這種質(zhì)量概念也與零件的預(yù)期用途密切相關(guān)。在工業(yè)環(huán)境中，零件必須滿(mǎn)足比用于可視化的原型更嚴(yán)格的要求。

相關(guān)技術(shù)和公差

可實(shí)現(xiàn)的精度很大程度上取決于所使用的技術(shù)。在FDM中，通常會(huì)觀察到±0.2到0.5毫米的偏差，而SLA或DLP機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)±0.05毫米的公差。粉末工藝（例如SLS或MJF）通常提供±0.2毫米的公差，而金屬粉末床技術(shù)（例如DMLS或SLM）可提供約為±0.1毫米的結(jié)果，但需進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚怼?/span>

所進(jìn)行的測(cè)量允許根據(jù)預(yù)先定義的公差調(diào)整設(shè)計(jì)。

材料選擇、打印條件、機(jī)器校準(zhǔn)、層高和零件幾何形狀也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生很大影響。良好的公差并不一定能保證良好的整體質(zhì)量，但它仍然是選擇參數(shù)的重要指標(biāo)。

根據(jù)應(yīng)用調(diào)整期望

并非所有應(yīng)用都有相同的尺寸要求。對(duì)于視覺(jué)驗(yàn)證原型，偏差的容忍度可以更大。對(duì)于功能部件，例如齒輪、固定系統(tǒng)或測(cè)試元件，精度成為一項(xiàng)基本標(biāo)準(zhǔn)。在最終生產(chǎn)中，特別是在工業(yè)或醫(yī)療領(lǐng)域，零件的質(zhì)量、準(zhǔn)確性和可追溯性至關(guān)重要。

因此，從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始根據(jù)所使用的技術(shù)和生產(chǎn)限制定義零件的主要功能和可接受的公差非常重要。

了解準(zhǔn)確度、精確度和公差之間的區(qū)別可以讓您更好地理解3D打印機(jī)的性能并使您的設(shè)計(jì)適應(yīng)增材工藝的實(shí)際情況。打印部件的質(zhì)量不能簡(jiǎn)化為單一標(biāo)準(zhǔn)：它是幾何、機(jī)械和美學(xué)要求的綜合，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)確定優(yōu)先順序。

無(wú)論如何，了解機(jī)器的極限、選擇正確的技術(shù)并正確校準(zhǔn)流程仍然是獲得適合您實(shí)際需求的可靠、一致的結(jié)果的最佳方法。

編譯整理：3dnatives