Prima di entrare nelle dimensioni degli ugelli e adattarci a scatto, iniziamo con l'immagine più grande. Dobbiamo usare un linguaggio comune per definire le parti.
- L'indennità è una differenza pianificata tra un valore nominale o di riferimento e un valore esatto.
- Liquidazione è un'indennità che definisce lo spazio intenzionale tra due parti.
- L'interferenza è un'indennità che definisce la sovrapposizione intenzionale tra due parti.
- La tolleranza è la quantità di deviazione casuale o variazione consentita per una data dimensione. Quanto errore può tollerare la parte e continuare a funzionare?
Facciamo un esempio. Vogliamo un perno da 5 mm da inserire in un foro da 5 mm e vogliamo un accoppiamento libero tra loro.
Abbiamo detto 5 mm, ma quale 5 mm è più importante: il foro da 5 mm o il perno da 5 mm? Diciamo che altre persone hanno pin da 5mm che vogliono usare con il nostro buco. In questo caso la dimensione dei pin è fuori dal nostro controllo e quindi è più importante per l'interoperabilità.
La vestibilità ampia richiede spazio. Specifichiamo 0.2mm in modo che siano liberi di girare. Potremmo aggiungere la tolleranza di 0,2 mm al foro, dando un foro di 5,2 mm con un perno da 5,0 mm; potremmo sottrarre il margine di 0,2 mm dal perno, dando un foro da 5,0 mm con un perno da 4,8 mm; o dividere la differenza in qualsiasi modo desideriamo, come un foro da 5,1 mm e un perno da 4,9 mm. Poiché abbiamo specificato che il perno è più importante, aggiungeremo la tolleranza al foro.
Ora che abbiamo definito la nostra parte, definiamo altri termini importanti per aiutarci a comprendere il processo di produzione:
- La precisione è la massima variazione dimensionale tra le parti. (Un'altra parola potrebbe essere ripetibilità.) Notare che una macchina non può produrre parti con una tolleranza più stretta della sua precisione.
- La precisione è la dimensione dei passi di una macchina. La precisione è spesso confusa con la precisione, ma non sono la stessa cosa.
Ora dobbiamo capire l'accuratezza della nostra macchina. La stampante potrebbe stampare il perno più grande di 5 mm o più piccolo di 5 mm. Oppure potrebbe stampare il foro più grande di 5 mm o più piccolo di 5 mm. Per determinare la precisione della stampante, dovremo stampare alcuni perni da 5 mm e fori da 5 mm e misurare le differenze tra ciò che abbiamo definito e ciò che abbiamo stampato. La differenza tra le misure più grandi e quelle più piccole è la precisione della nostra macchina. Assicurati di misurare la precisione nelle dimensioni X, Y e Z; una stampante potrebbe avere una differenza tra gli assi X e Y che influirebbe sulla rotondità delle parti. (Se è spento, di solito questo può essere regolato nel firmware della macchina attraverso un processo di calibrazione.) Inoltre, dovremmo testare parti rotonde, fori rotondi, parti quadrate e fori quadrati,
Diciamo che la precisione misurata della stampante sia per i fori rotondi che per i perni rotondi è +/- 0,2 mm.
Quindi, passiamo alla liquidazione. Qual è il divario minimo tra le parti e fa ancora il lavoro, e qual è il divario massimo accettabile? Come designer, sta a te decidere. In questo esempio abbiamo detto che vogliamo una vestibilità ampia, quindi definiamo una distanza di almeno 0,2 mm tra perno e foro; ma non più di 1,0 mm o le parti cadranno.
Poiché la precisione della macchina è di +/- 0,2 mm, il perno sarà compreso tra 5,2 mm e 4,8 mm. Il foro deve quindi essere 5,2 mm più spazio più la precisione del foro. Ciò fornisce la dimensione del foro come 5,6 mm +/- 0,2 mm. La condizione di tolleranza minima sarebbe un foro di dimensioni minime (5,4 mm) e un perno di dimensioni massime (5,2 mm), con una distanza di 0,2 mm; la tolleranza massima sarebbe un foro di dimensioni massime (5,8 mm) e un perno di dimensioni minime (4,8 mm) che dia uno spazio di 1,0 mm.
Si noti che una distanza di 1,0 mm è davvero sciatta. Potrebbe sembrare troppo lento per la nostra applicazione. Potremmo pensare di restringere le tolleranze a 0,05 mm per ridurre il gioco. Ma abbiamo notato che una macchina non può produrre una tolleranza più stretta della sua precisione. Se la stampante non è in grado di produrre una parte che soddisfi le nostre tolleranze specificate, dovremmo trovare un modo diverso di produrre o rifinire le parti.
Nel mondo della lavorazione dei metalli un modo comune per farlo è specificare le parti da fabbricare inizialmente con materiale intenzionalmente massimo. Questo ci consente di iniziare con un foro più piccolo e utilizzare un foro o una punta per aprirlo in un foro più preciso e rotondo. Possiamo fare la stessa cosa con un perno, iniziando con un'asta più spessa e ruotandola o macinandola verso il basso per renderla più liscia e rotonda.
Nel mondo della stampa 3D FDM, possiamo fare lo stesso tipo di cose sul banco di lavoro. Innanzitutto, stampare le parti con uno strato di parete aggiuntivo (o due). Lo spessore extra fornisce più materiale da rimuovere durante la foratura o la rettifica, senza indebolire troppo la parte. Dopo la stampa, eseguire una punta da trapano nel foro per ripulirla. Oppure gira il perno nel mandrino di un trapano e macinalo con un anello di carta vetrata.
Ovviamente ogni volta che aggiungi un'operazione di finitura, è più laboriosa e quindi più costosa. Quindi questo non è qualcosa che vogliamo fare in ogni parte, ma possiamo considerarlo.
Notare che quando si definiscono le parti in questo modo non si inizia con il diametro dell'ugello o l'altezza dello strato. Invece, stai permettendo al diametro dell'ugello, all'altezza dello strato e alla somma di tutte le cause delle variazioni, di apparire nella precisione misurata della macchina. Ugelli più piccoli, strati più sottili, letti riscaldati o ventole di raffreddamento possono ciascuno contribuire a una maggiore precisione, ma è meglio tener conto dell'impatto cumulativo di tutte le opzioni della macchina.