# Neden ISO Metrik Dişler 3D Baskı için CAD Boşluğuna İhtiyaç Duyar?
Standart bir ISO metrik diş, diş yanak açısı, bölüm dairesi çapı, diş üstü kırpılması ve tolerans sınıfının kalibre edilmiş makineler veya takımlar tarafından korunduğu kontrollü üretim süreçleri için tanımlanır. Basılmış bir diş ise farklıdır. FDM yöntemi, belirli bir çizgi genişliğinde erimiş filamenti serer ve ardından ısı, basınç, soğuma gecikmesi ve katman basamaklanması nedeniyle her küçük diş üstünü yuvarlatır. Reçine baskı daha küçük detayları yakalar, ancak kürlenmiş reçine pozlama ve son kürleme sırasında yine de boyut değiştirir. Bu nedenle, 3D baskılı bir diş tolerans hesaplayıcısı nominal ISO çapını doğrudan CAD yazılımına kopyalayıp vidanın yazıcıdan çıktığı gibi uymasını ummamalıdır.Bu araç dış ve iç metrik dişler için bir CAD ofseti hesaplar. DüzeltmeC = Factor_tech x sqrt(P) x log10(D) formülünü kullanır; burada D milimetre cinsinden nominal çap, P milimetre cinsinden adım ve Factor_tech baskı sürecini temsil eder. Adımın karekök terimi, kaba dişlerin doğrusal olarak aşırı büyümesine neden olmadan daha yüksek diş geometrileri için boşluğu artırır. Logaritmik çap terimi, daha büyük dişlerin daha fazla çalışma boşluğuna ihtiyaç duyduğunu ancak bunun çapla doğrudan orantılı olmadığını kabul eder.Hesaplayıcı slicer ölçeğini değil, CAD geometrisini ofsetler
Çıktı model boyutları içindir: dış diş çapını azaltın ve iç diş çapını artırın. Bu bir XY ölçek düzeltmesi veya akış (flow) kalibrasyonu değildir ve basılmış bir test somun ile cıvatasını ölçmenin yerini almaz.
60 derece ISO metrik diş profili açısı
2.00 mm CAD aktarımı için görüntüleme hassasiyeti iki ondalık basamaktır
0 gecikme Anlık görsel geri bildirim ile istemci tarafı hesaplama
# Doğrusal Olmayan Kompanzasyon Modeli
"Her yere 0.20 mm ekle" gibi doğrusal kurallar pratiktir ancak diş geometrisine uymaz. M3 x 0.5 diş ile M10 x 1.5 diş aynı şekilde başarısız olmaz. Daha küçük diş daha az yanak alanına sahiptir ve diş üstü yuvarlanması için daha az yeri vardır. Daha büyük diş ise daha derin bir diş profiline ve daha fazla çevreye sahiptir, bu nedenle aynı mutlak hata o kadar baskın değildir ancak tork ve geçme için hala önemlidir. Bu hesaplayıcıdaki doğrusal olmayan denklem, CAD tasarım toleransları için pratik bir mühendislik uzlaşısıdır.İşlem faktörü kasıtlı olarak açık bırakılmıştır. Reçine0.5 kullanır çünkü katman yüksekliği ve piksel boyutu, tipik nozül tabanlı ekstrüzyondan daha keskin bir diş yanağı üretebilir. Standart FDM, nozül çizgi genişliği ve termal yığılma yuvarlanması varsayılan risk olduğundan 1.0 kullanır. Kalibre edilmiş FDM; akışı, pressure advance ayarı, sıcaklığı, soğutması ve boyutsal kompanzasyonu ayarlanmış yazıcılar için 0.8 kullanır. Malzeme çarpanı daha sonra montaj yükü altında daha fazla sürünen, büzülen veya esneyen polimerler için makul bir pratik düzeltme ekler.| İşlem | Factor_tech | Ne zaman kullanılır |
|---|---|---|
| Reçine | 0.5 | Kontrollü pozlama, yıkanmış reçine ve son kürleme sonrası boyutsal kontrollere sahip SLA, MSLA veya DLP parçaları. |
| Standart FDM | 1.0 | Sıradan akış ayarına sahip ve özel diş kalibrasyonu yapılmamış tipik nozül tabanlı baskı. |
| Kalibre edilmiş FDM | 0.8 | Ekstrüzyon çarpanı doğrulanmış, pressure advance, sıcaklık ayarları yapılmış ve XY doğruluğu ölçülmüş makineler. |
İnce dişler için özel adım alanını kullanın
Hızlı düğmeler yaygın ISO kaba adımlarını önceden yükler, ancak ince adımlı dişler Özel modu kullanmalıdır. Örneğin, M8 kaba genellikle 1.25 mm adıma sahipken, M8 x 1.0 farklı bir düzeltmeye ihtiyaç duyar çünkü yanak yüksekliği ve diş üstü mesafesi değişir.# CAD Çap Sonuçları Nasıl Kullanılır?
Dış diş sonucu, basılan vida, saplama veya erkek diş için modellemeniz gereken çaptır. İç diş sonucu, basılan somun, dişli delik veya dişi diş için modellemeniz gereken çaptır. Hesaplayıcı, çoğu CAD iş akışı ve slicer önizlemesi için pratik aktarım hassasiyeti olduğundan her iki değeri de iki ondalık basamakla görüntüler. CAD için Kopyala düğmesi dış çapı, iç çapı, uygulanan ofseti ve toplam çapsal boşluğu içeren tek bir satır ihraç eder.- M3, M4, M5, M8 veya M10 gibi en yakın standart metrik diş düğmesini seçin.
- Tasarımınız ince bir adım, standart dışı bir adım veya basılı bir diş mastarı kuponu kullanıyorsa Özel moduna geçin.
- Teorik makine yeteneğini değil, gerçek yazıcı durumunu en iyi yansıtan üretim sürecini seçin.
- Esnek veya yüksek büzülmeli malzemelerin daha korumacı bir çalışma boşluğu alması için malzemeyi seçin.
- Dış dişi düzeltme miktarı kadar küçük, iç dişi ise düzeltme miktarı kadar büyük modelleyin.
- Sonucu uzun bir üretim dişine uygulamadan önce kısa bir birleşme kuponu yazdırın.
CAD iş akışı notu
Parametrik CAD yazılımında, nominal çapı, adımı ve düzeltmeyi adlandırılmış parametrelere koyun. Ardından dış ve iç diş özelliklerini
male_d = D - C ve female_d = D + C gibi formüllerle çalıştırın. Bu, M5'ten M8'e veya PLA'dan PETG'ye geçtiğinizde diş ailesini yeniden kullanılabilir hale getirir. Pratik aktarım
Basılan vidalar ve saplamalar için dış diş CAD çapını kullanın.
Basılan somunlar ve dişli delikler için iç diş CAD çapını kullanın.
Kopyalanan değerleri malzeme ve işlem notlarıyla birlikte saklayın, böylece model geçmişi dişin neden ofsetlendiğini açıklar.
# Nominal Çap Doğru Görünse Bile FDM Dişleri Neden Sıkışır?
FDM, diş geçmeleri için özellikle zordur çünkü nozül matematiksel olarak keskin bir V profili oluşturamaz. 0.4 mm'lik bir nozül, yuvarlak kenarları ve ölçülebilir bir genişliği olan yollar serer. Dilimleyici, yığılmış katmanlarla 60 derecelik bir diş yanağına yaklaştığında, diş üstü ve diş dibi basamaklı hale gelir, diş adım çapı kayar ve dış kumpas okuması nominale yakın görünse bile diş aşırı boyutluymuş gibi davranabilir. Vida başlayabilir, ardından diş yanağı girişimi helis boyunca biriktiği için bir veya iki tur sonra sıkışabilir.Malzeme büzülmesi başka bir katman ekler. PLA net dişler yazdırabilir ancak yine de yol şişmesi yaşar. PETG yuvarlak, yapışkan diş üstleri oluşturmaya meyillidir ve daha fazla boşluğa ihtiyaç duyabilir. ABS ve ASA soğuma sırasında büzülebilir, ancak kapalı baskı ve yüksek tabla sıcaklığı da baskı plakasına yakın küçük özellikleri yumuşatabilir. Naylon nemi emer ve şartlandırmadan sonra uyumu değiştirebilir. TPU özel bir durumdur: esnediği için birleşebilir, ardından tork altında diş yanağı deforme olduğu için sıyırabilir veya kilitlenebilir.PLA
Görsel ve hafif hizmet tipi dişler için iyidir. Genellikle orta düzeyde boşluk ve dikkatli bir ilk katman kontrolü gerektirir.
- Net detaylar
- Düşük sürünme
- Küçük diş diplerinde kırılgan olabilir
PETG / ABS / ASA
Daha iyi tokluk, ancak yönetilecek daha fazla termal ve yüzey davranışı. Boşluk kuponlarla doğrulanmalıdır.
- Yuvarlatılmış diş üstleri
- Daha yüksek tabla sıcaklığı
- Daha büyük büzülme veya esneklik riski
TPU
Sadece bir sayı değil, bir uyum stratejisi gerektirir. Elastik deformasyon torku, boşluğu ve uzun vadeli tutunmayı değiştirir.
- Ekstra boşluk gerektirir
- Ölçüm altında sıkışabilir
- Tekrarlanan montajda sıyırabilir
Başlayan ancak kilitlenen bir diş genellikle bir bölüm dairesi çapı sorunudur
İlk dönüş geçiyor ancak uyum hızla sıkılaşıyorsa, tek sorun nominal dış çap olmayabilir. Diş üstü yuvarlanması, diş dibi dolgusu, adım hatası ve yanak şişmesi helis boyunca etkili boşluğu azaltabilir.
# Hızlı Referans: Standart Metrik Dişler (ISO)
Aşağıdaki hızlı referans tablosu, masaüstü CAD ve mekanik tasarımda kullanılan yaygın ISO kaba metrik seçimlerini yansıtmaktadır. Bunlar, tasarımcıların basılı topuzlar, kamera bağlantıları, muhafazalar, yazıcı yükseltmeleri ve aparatlar oluştururken en sık ihtiyaç duydukları değerlerdir. Adımı manuel olarak değiştirmeden önce tabloyu bir doğrulama adımı olarak kullanın; M6'yı yanlışlıkla 0.5 mm adımla girmek çok farklı bir diş ailesi oluşturur.| Diş | Nominal çap | Kaba adım | Tipik basılı kullanım |
|---|---|---|---|
| M3 | 3.00 mm | 0.50 mm | Elektronik kapakları, ekler, hafif braketler, küçük aparatlar. |
| M4 | 4.00 mm | 0.70 mm | Paneller, basılı kelepçeler, kompakt makine koruyucuları. |
| M5 | 5.00 mm | 0.80 mm | Yazıcı şasileri, topuzlar, genel atölye aparatları. |
| M6 | 6.00 mm | 1.00 mm | El aparatları, ayarlanabilir durdurucular, yapısal basılı somunlar. |
| M8 | 8.00 mm | 1.25 mm | Büyük topuzlar, kamera adaptörleri, iş parçası tutma parçaları. |
| M10 | 10.00 mm | 1.50 mm | Kaba ayar vidaları ve düşük hızlı sıkıştırma bileşenleri. |
| M12 | 12.00 mm | 1.75 mm | Uzun geçme uzunluğunun daha düşük mukavemeti tolere edebileceği büyük basılı donanımlar. |
- Nominal çap
- CAD kompanzasyonu uygulanmadan önce, M5 için 5 mm gibi adlandırılan metrik boyut.
- Adım
- ISO metrik dişler için milimetre cinsinden ölçülen, bir diş üstünden bir sonrakine olan eksenel mesafe.
- Dış diş
- Erkek vida veya saplama geometrisi. Bu hesaplayıcı CAD çapını azaltır.
- İç diş
- Dişi somun veya delik geometrisi. Bu hesaplayıcı CAD çapını artırır.
- Çapsal boşluk
- Erkeği daha küçük ve dişiyi daha büyük ofsetleyerek oluşturulan toplam çap farkı.
Standart tablolar sessiz CAD hatalarını önler
Hatalı basılmış dişlerin çoğu ince bir giriş hatasıyla başlar: yanlış adım, yanlış diş ailesi veya farklı bir vidadan kopyalanan değer. Önceden yüklenmiş metrik boyutlar, gelişmiş işler için Özel moda izin verirken bu riski azaltır.
# Basılı Vida Bağlantıları için Tasarım Kuralları
Hesaplanan boşluk, işlevsel bir vida uyumunun yalnızca bir parçasıdır. Geçme uzunluğu, baskı yönü, katman yüksekliği, duvar sayısı, destek izleri ve tork önemlidir. FDM için, dikey olarak basılmış iç dişler genellikle destek izleri olan yatay deliklerden daha tutarlı bir dairesellik üretir. Dikey olarak basılmış dış dişler topuzlar ve kapaklar için iyi çalışabilir, ancak vida eksenel olarak çekilirse katman yapışması sınırlayıcı güç haline gelir. Reçine için, son kürleme ve temizlik kritiktir çünkü diş diplerinde kürlenmemiş reçine boşluğu azaltabilir.Basılı diş stratejileri
Avantajlar
- Dişi doğrudan modellemek parçayı tek parça tutar ve hızlı yineleme sağlar.
- Isı ayarlı ekler (heat-set inserts), basılı plastikte güçlü metal dişler sağlar.
- Basılı somunlar ve kaba ayar vidaları, aparatlar ve fikstürler için mükemmeldir.
Dezavantajlar
- M4'ün altındaki küçük dişler, tipik FDM nozüllerinde zayıf veya tutarsız olabilir.
- Ekstra donanım, yerleştirme ısısı ve yuva çevresinde yeterli duvar kalınlığı gerektirir.
- Yük taşıyan montajlarda sertifikalı metal bağlantı elemanlarının yerini tutmazlar.
Uzun dişlere başlamadan önce kısa kuponlar kullanın
6 mm uzunluğundaki bir test somunu hızlı bir şekilde basılır ve uyum sınıfını ortaya çıkarır. İlk beş tur zaten sıkışıyorsa 25 mm'lik bir üretim dişi zaman kaybettirir. Kısaca test edin, ayarlayın ve ardından geçme uzunluğunu uzatın.İyi bir basılı diş geçmesi
İşlevsel bir basılı diş elle başlamalı, plastik gıcırdamadan veya sıyırmadan dönmeli, amaçlanan yük altında konumunu korumalı ve birkaç montaj döngüsünden sonra diş dibinde beyaz stres izleri göstermemelidir.
# TPU ve Esnek Diş İş Akışı
Esnek malzemeler hem tasarımcıyı hem de ölçüm aletini yanıltabileceğinden ayrı bir uyarıyı hak eder. Bir TPU dış diş, kumpasla sıkıştırıldığında eksik boyutta görünebilir, ardından montaj sırasında genişleyebilir ve yüksek sürtünme yaratabilir. Bir TPU iç diş, ilk montaj sırasında bir vidayı kabul edebilir, ardından sürüneyip tutma gücünü kaybedebilir. Hesaplayıcı, TPU için önerilen boşluğu artırır, ancak gerçek iş akışı yanak yükünü azaltmalı, uzun yüksek sürtünmeli geçmelerden kaçınmalı ve kaba bir özel adımı düşünmelidir.- TPU için kaba adımları tercih edin, böylece diş yanağı daha büyüktür ve yırtılma olasılığı daha düşüktür.
- Diş yalnızca yumuşak bir tutma özelliği olarak hareket etmiyorsa yüksek ön yüklemeden kaçının.
- İlk turun katlanmasını önlemek için yuvarlatılmış başlangıçlar ve cömert giriş pahları kullanın.
- Esnek diş üstleri kolayca sıkıştığından düşük kumpas kuvvetiyle ölçün.
- Tekrarlanan servisler için TPU'yu daha sert bir ek, gömme somun veya basılı sert bir eşleşen parça ile birleştirin.
Esneklik uyumun tanımını değiştirir
Sert plastiklerde boşluk esas olarak geometrik girişimi önler. TPU'da boşluk deformasyon enerjisini de kontrol eder. Çok az boşluk dişin sıkı hissettirmesine neden olur ancak zamanla gevşeyen gerilimleri depolayabilir veya sökme sırasında diş yanağını yırtabilir.
Esnek malzeme kuralı
Uyarıyı nihai bir sertifika olarak değil, bir tasarım kılavuzu olarak kullanın.
Boşluğu artırın, geçmeyi kısaltın ve gerçek eşleşen parça ile torku test edin.
Dişin tekrarlanan bakım döngülerinden sağ çıkması gerektiğinde ekleri (insert) seçin.
# Üretim Parçaları İçin Doğrulama İş Akışı
Üretim benzeri basılı donanımlar için, hesaplayıcıyı bir ölçüm döngüsündeki ilk tahmin olarak ele alın. Son parça ile aynı yönü, katman yüksekliğini, nozülü, reçine pozlamasını, sıcaklığı ve son işlemi kullanarak bir erkek ve bir dişi kupon yazdırın. Malzeme soğuduktan veya kürlendikten sonra birleştirin. Uyumun serbest mi, sıkı mı, sıkışık mı yoksa gevşek mi olduğunu kaydedin. Ardından, aynı anda birkaç slicer ayarını değiştirmek yerine ofseti küçük artışlarla ayarlayın.En güvenli iş akışı, yazıcı kalibrasyonunu diş boşluğundan ayırır. Önce basit geometri üzerinde ekstrüzyon çarpanını, pozlamayı, XY kompanzasyonunu ve büzülmeyi doğrulayın. Ardından diş ofsetini ayarlayın. Kare bir kalibrasyon kuponu zaten 0.20 mm büyükse, bir diş hesaplayıcısı kasıtlı diş boşluğunu makine genelindeki boyutsal hatadan ayırt edemez. Yazıcıyı, diş modelinin genel ölçeği değil, diş geometrisini çözeceği kadar kalibre edin.| Uyum sonucu | Olası sorun | Sonraki eylem |
|---|---|---|
| Başlamıyor | Diş üstü girişimi, kötü giriş veya destek kalıntısı | Giriş pahı ekleyin, diş diplerini temizleyin veya düzeltmeyi artırın. |
| Başlıyor ancak kilitleniyor | Adım çapı veya yanak şişmesi birikiyor | Düzeltmeyi artırın ve adım/yön doğruluğunu kontrol edin. |
| Pürüzlü hissettiriyor | Katman sırtları, reçine kalıntısı veya aşırı ekstrüde edilmiş diş üstleri | Büyük boşluk eklemeden önce yüzey kalitesini iyileştirin. |
| Gevşek ve boşluk var | Aşırı kompanzasyon veya çok kısa geçme | Düzeltmeyi azaltın veya geçme uzunluğunu artırın. |
| Bir kez çalışıyor sonra sıyırıyor | Malzeme mukavemeti veya esnek yanak deformasyonu | Daha büyük diş, ek (insert) veya daha sert malzeme kullanın. |
Nihai üretim kontrol listesi
Model oluşturmadan önce ISO adımını onaylayın.
Hesaplanan erkek ve dişi CAD çaplarını adlandırılmış parametreler olarak kullanın.
Üretim ayarlarını kullanarak bir kupon yazdırın.
Gerçek eşleşen donanım ile ölçün ve test edin.
Nihai ofseti malzemenin, yazıcının, nozülün, katman yüksekliğinin ve yönünün yanına kaydedin.