Як підібрати зазор для 3Д друку систем вал-отвір, різьб тощо

[avasiliev]

Це питання не зовсім стосується CAD систем. Але виникло в чаті по фьюжу:

Підкажіть, будь ласка по питанню різьби великих розмірів. Є цилиндр d=110мм. На його зовнішної поверхні нарізана різьба M110*3. Є труба з внутрішнім d=110мм на якої з середини теж додаю різьбу M110*3. На різьби зробив offset=-0.2мм. Друкую... Не лізе! Навіть "зачепити" не можу. Коли теж саме робив на 10мм. - все працює як слід. А тут таке враження, що не вистачає 1-2мм в діаметрі. Я можу збільшити діаметр труби, але чому?

тому залишимо поза дужками "технологічні" ньюанси і хотілося б поговорити про геометричні, які стосуються кад систем. 
І сформулюю питання так: чи є шось в тому як ми будуємо геометрію, як ми її експортуємо для аддітивного виробництва, що може суттево впливати на зазор-натяг деталей і точність їх виготовлення3Д друком?

[avasiliev · Accepted solution]

Через те що питання було в чаті по фьюжу, відповідь буде у фьюжі, хоча по факту не залежить не тільки від каду а і в принципі ні від чого окрім "шкільної геометрії":

Щоб було зрозуміло давайте спростимо задачу до ідіотизма

Коло і криволінійні поверхні завжди описуються перед слайсінгом в стл, в 3мф як трикутники

Навіть коли імпортуєте степ - слайсер сам його перетворює на набір трикутників

Щоб було простіше, відмовимося від 3го виміру

Уявіть що ви на папері намалювали коло діаметром 100 мм

А тепер "дискретизували його" тобто перетворили на полігон - багатокутник

Чим більше сторін у багатокутника, тим менше відрізняється він від кола. Але ніколи не спвпаде

Зафіксуємо кількість сторін на цифрі 3. Для більшої буде те саме за принципом але числа трошки інші

Якщо ви коло опишете як трикутник. То в трьох точках він співпаде... А в інших буде не співпадіння майже до половини радіуса

І на колі в 100 мм це 50 мм. А на 10 - 5. А на 300 - 150

Той факт що ви виготовили коло як трикутник з точністю 0.1 мм не виправляє ситуації що трикутник від кола відрізняється на 150мм (у того що радіусом 300)

І коли ви будете вставляти трикутний "циліндр" в трикутний "отвір" важливим буде не 0.1 від принтера а 150 від трикутності

В межах пласкої задачі ми не бачимо проблем бо трикутник в трикутник вставити можна

Але обертатися воно не буде, ні при зазорі в 0.2 ні в 0.5... треба 150.2+ зарзоу щоб воно дійсно вільно оберталося

А на 100 міліметрових трикутних циліндрах треба лише 50.2

Коли ми від 2д переходимо до 3д, і намагаємось описати більш складні поверхні ніж тупо циліндри - як то циліндри з отворами, різьби, у нас іноді зникає навіть можливість вставити один об'єкт в інший, бо трикутники розташовані частково хаотичним способом

Збільшуючи кількість трикутників ми зменшуємо потрібний зазор (у відсотках)

Так, якщо розбити не на трикутник а на квадрат - отримаємо майже чверть а не половину. Що значно краще

Розбивши на 20+ отримаємо 1% (цифра умовна, точно треба рахувати)

Але на 10 мм 1% це 0.1 мм, що схоже на точність друку. А на 100 мм 1% це вже 1 мм. А ще обидві деталі погуляли через принтер в ми маємо що у вала розмір замість 100 =98.9..101.1 а у отвора теж але навпаки 101.1..98.9

І проблема в тому що вал буде в окремих місцях мати розмір 98.9, отвір 101.1. і був би зазор, якби не місця де вал 101.1 а отвір 98.9. і воно не лізе. Навіть з зазором в 0.5.. бо там ще півтора мм зайві

І там де 10 мікрон пластика просто здалися під натиском друкаря який дуже хоче вступити деталь в отвір... Півтора міліметри вже можуть дати здачу

Тому треба - збільшувати зазор, піднімати точність дискретизації. Тобто кількість трикутників та їх щільність-густину

І це ми не говоримо про всі сукупні проблеми (вібрації та воблінг, усадки... Тощо)

[avasiliev · Accepted solution]

візуалізація описаного вище