3Dプリンターは実際に50ミクロン（0.05 mm）の精度に達しますか？

3Dプリンティングデバイスの実際の精度についてはいつも疑問に思っていました。購入するのに最適な機械を探しているとき、速度、価格、サポートされているフィラメントなどだけでなく、精度も調べました。私はかつて私に何を見るべきかについてアドバイスをくれる人に尋ねました。

私が言われたことの1つは、多くのプリンターが必ずしも0.05 mm（50ミクロン）の正確な精度を備えているわけではないということです。別の人が私に何か違うことを言った-彼はそれらのプリンターのほとんどが実際に50ミクロンの層の高さを出すことができると言った。どうですか？

別のことは、それらのマシンの公式スライサーは、この精度が実際のものであると主張していることです。たとえば、PrusaSlicer v2.0です。

多くのハイエンドで非常に高価なマシンがあり、50ミクロンよりも解像度が悪いと主張することさえあります。

この質問に対する簡単な答えはありません。ある場合は「いいえ」です。ただし、状況はもっと複雑です。プリンタの仕様がこのような精度を引用している場合、通常、ステッピングモーターの1つの「マイクロステップ」による各軸の最小の動きの公称サイズに基づいています。これがどのように影響するかを、精度を説明するHackaday上の素晴らしい記事があります：どのように正確にはマイクロステップが本当にあります。

機械的位置決めレベル-材料を所望の精度で押し出すために必要な場所にプリントヘッドを配置する-精度を制限する少なくともこれらの要因があります。

• マイクロステップは一般に、ステップ全体の間にほぼ単調に間隔を空けられますが、必ずしもステップ全体を均等な部分に分割するわけではありません。どの程度うまく機能するかは、プリンターのコントローラーボードが使用するステッパードライバーの問題です。一般に、マイクロステップはステップの1/16です（1 / 8、1 / 32、または1/256のドライバーもありますが、おそらく他のドライバーもあります）。したがって、0.05 mmの定格精度が表示される場合、ステップ全体、信頼できる精度を得ることができる最小値である可能性があり、おそらく0.8 mmです。

• ステッピングモーターはわずかに偏向します-最大2ステップまでですが、過負荷でない場合は1ステップ未満が負荷がかかっている可能性が高くなります。ベルトもそうです。これがどの程度影響するかは、プリンターの設計と各軸が移動する質量によって異なります。この点で、ダイレクトドライブ押出機ははるかに劣っています。おそらくデルタプリンターが最適です。

これらは、トレードオフにより、回転あたりのステップ数が多いステッパーモーターを使用すること、ステッパードライバーチップを改善すること、ギアを使用するなどして軽減することができます。

さらに、印刷素材の押し出しとプロパティもあり、精度が制限されます。

• 押出機のモーターには、位置決めと同じ精度の問題があります。押し出した素材が多すぎたり少なすぎたりすると、精度の問題が必ず発生します。フィラメントの断面積、押出機ギアのサイズ、押出機モーターステップおよびマイクロステップサイズなどに基づいて計算できます。

• フィラメントの直径が完全に一貫していない場合は、材料を押し出しすぎたり、押し出しすぎたりします。

• 材料が押し出されるときに適切に冷却または保温されない場合（これは材料によって異なります）、たるみ、反り、またはカールし、最終的に希望する場所とは異なる場所になります。

• ノズル/押し出しの幅とレイヤーの高さの比率を理想的な比率から大きく変化させるほど、押し出し材料パスの形状は、印刷しようとしているモデルと大きく異なります。特に厚い層では、壁に沿って平らではなく丸くなるでしょう。

理論的には、これらの問題の多くは、現在のスライスよりもはるかに軽減される可能性があります。つまり、コンピューター上で発生するロジックで、元の3Dモデルを材料の押し出し指示に変換します。

とはいえ、特に優れたプリンタや適切に調整されたプリンタを使用すると、非常に高い精度を得ることができます。安価なEnder 3では、ときどきいくつかの問題に対処した後、明白な問題が明らかになりましたが、少なくとも一部のモデルでは、X方向とY方向で0.1 mm以内の寸法精度を得ることができます。したがって、より良い、またはより良く調整されたプリンターが0.05 mmの精度を得ることができるのは非常にありそうだと思います。

私が言われたことの1つは、多くのプリンターが必ずしも0.05 mm（50ミクロン）の正確な精度を備えているわけではないということです。別の人が私に何か違うことを言った-彼はそれらのプリンターのほとんどが実際に50ミクロンの層の高さを出すことができると言った。どうですか？

あなたが読んだことは両方とも完全に正しいです。

ほとんどのプリンターは、50ミクロンのレイヤーの高さをサポートしています。ただし、レイヤーの高さは「精度」または「精度」とは異なります。レイヤーの高さの指定は、無視すべきマーケティング用語です。レイヤーの高さは3Dプリンターに対するものであり、ダイナミックコントラストはモニターに対するものです。

すべてのFDMプリンターは、公差の厳しい部品の製造に本質的に非常に劣っています。フィラメント押出プロセスでは、制御が困難な変数が多数導入されます。フィラメントの直径は変化する可能性があり、押出機にフィラメントを送り込んでから出るまでに遅延があり、押出機から出てくるつるつるしたフィラメントは予測不可能な方法。

完成部品の品質と相関する方法で3Dプリンターの「精度」を定量化する方法を考え出した人はいません。どのプリンターがプリンターの仕様書から「より良い」またはより正確な部品を生産しているかを知ることは不可能です。

0.05 mm の解像度（マーケティングの目的で「精度」と呼ばれることもある）は、10 mmダイスの束と10.05 mmダイスの束を作成すると、10.05 mmダイスが統計的に大きくなることを意味します。サイコロは実際に10 mmの近くにある必要はなく、10.05 mmの山からのランダムなダイスが10 mmの山からのランダムなダイスより大きくなければならないことに注意してください。

0.05 mm の再現性（別名「繰り返し精度」）は、上記の実験では、10.05 mmパイルのすべてのダイが10 mmパイルのすべてのダイより大きくなければならないことを意味します。サイコロは実際の10 mmに近い必要はありません。

0.05 mm の精度（別名真度）は、上記の実験では10 mmダイの平均サイズが9.975..10.025 mm以内であることを意味します。個々のサイコロがその間隔内にある必要はないことに注意してください。

最後に、一般的な精度（ISO 5725で定義されている）は0.05 mmであるため、10 mmのダイはすべて9.975..10.025 mmの範囲内にある必要があります。

要約すると、あなたの質問からの声明は「商業的正確さ」には当てはまりますが、正確さの一般的な定義には当てはまりません。例えば、ここに有する歯科用途における3Dプリンタ（我々はハイエンドマシンを話しているように）の精度を比較した資料であり、平均 0.05から0.1ミリメートルとの範囲の精度絶対 0,11 0の範囲の精度は、17 mm。

トムの答えは正しいです。ほとんどのプリンターは、0.4mmのノズルを使用して、50ミクロンのレイヤー高さ解像度で適切に動作します。結果として得られる表面仕上げは、おそらく粗いレイヤー設定よりも優れており、細かいレイヤーの高さでは印刷品質が低下する可能性があります。

レイヤーの高さも、最初のレイヤー、オーバーハング、反りなどを除いて、かなり適切に定義される可能性がありますが、これはプリンターのジオメトリに依存します。

あまり制御されていない（または測定されていない）詳細は、溶融プラスチックが押し出される際の溶融プラスチックの収縮/伸縮です。これは、局所的な表面仕上げ（および内径などの寸法）に大きな影響を与える可能性があります。

精度は、単純な数値パラメータよりも、さまざまなタイプのテストパーツを印刷した結果によって最もよく評価される可能性があります。