Att beställa 3D-utskrivna delar som ska passa ihop mekaniskt kräver planering och förståelse för toleranser. En väl avvägd tolerans ger rätt passning – vare sig du behöver ett löst spel eller en permanent förbindning. I den här artikeln går vi igenom varför toleranser är viktiga, hur 3D-skrivare typiskt klarar måttnoggrannhet och ger konkreta riktlinjer för tre vanliga typer av passningar: glidpassning, mellanpassning och presspassning.
Varför är toleranser viktiga?
Tolerans beskriver hur stor en avvikelse från ett nominellt mått får vara innan funktionen riskeras. Den anges ofta som x ± y, där x är det önskade (nominella) måttet och ± y är avvikelsen som kan accepteras. Inom mekanik och maskinteknik är korrekt valda toleranser avgörande för att komponenter ska kunna monteras och fungera enligt avsett ändamål, utan att riskera vare sig för stor friktion eller för lösa passningar.
I 3D-utskrifter påverkas toleranserna bland annat av:
- Skrivarmodell och kalibrering
- Materialets egenskaper (exempelvis krympning vid avkylning)
- Geometri på den utskrivna modellen
- Val av lagerhöjd, hastighet och övriga skrivinställningar
Generellt sett ligger de flesta professionella 3D-skrivare runt en tolerans på ±0,05 mm, men tänk på att avvikelser kan öka med större detaljstorlek eller komplex geometri.
Tre vanliga passningstyper
Glidpassning
- Definition: Axeln har alltid ett litet spel (mellanrum) i förhållande till hålet, vilket gör att den kan röra sig fritt.
- Användningsområde: Används när delar ska kunna rotera eller glida, till exempel i lager eller rörliga förbindningar.
- Rekommenderade mått för 3D-utskrift:
- Tolerans: ca 0,2 mm mellan rörliga delar.
- Exempel: Om axeln är 10 mm bör hålet vara 10,4 mm för att ge gott om spel och minska risken för friktion och kärvning.
Mellanpassning
- Definition: Passningen kan ge antingen ett litet spel eller ett lätt pressande motstånd när axeln sätts i hålet.
- Användningsområde: Lämpad för applikationer där man vill kunna montera och demontera men ändå ha en viss stabilitet, exempelvis axel-hjul-förband eller delar som ibland behöver tas isär.
- Rekommenderade mått för 3D-utskrift:
- Tolerans: ca 0,1 mm mellan delarna.
- Exempel: Om axeln är 10 mm bör hålet vara 10,2 mm för att skapa en lätt passning där delen kan monteras för hand men ändå sitta relativt stadigt.
Presspassning
- Definition: Axeln pressas in i hålet med kraft, vilket skapar en permanent eller mycket stadig förbindelse.
- Användningsområde: Perfekt för hög hållfasthet, exempelvis i pressförband eller styrtappsförband där man inte räknar med att demontera delen.
- Rekommenderade mått för 3D-utskrift:
- Tolerans: ca 0,05 mm mellan delarna.
- Exempel: Om axeln är 10 mm bör hålet vara 10,1 mm för att säkerställa en ordentlig presspassning.
Tips för bättre 3D-utfall
- Kalibrera skrivaren: Se till att din 3D-skrivare är välkalibrerad. Små avvikelser i X-, Y- och Z-axlar kan innebära att en tänkt tolerans på 0,05 mm i praktiken blir större.
- Välj rätt material: Olika material (t.ex. PLA, PETG, ABS) beter sig olika vid kylningsfasen, vilket kan leda till krympning eller skevhet. Ta hänsyn till detta i designen.
- Prova gärna en testbit: Innan du kör ett större utskriftsprojekt, skriv ut en liten testbit för att verifiera att passning och toleranser stämmer överens med dina beräkningar.
- Efterbearbeta: Slipning, borrning eller annan efterbearbetning kan behövas för att få till önskad passning, speciellt om ytan behöver vara extra jämn.
Sammanfattning
Korrekt val av tolerans är avgörande när du beställer eller konstruerar mekaniska delar för 3D-utskrift. Genom att förstå hur 3D-skrivaren påverkar måttnoggrannheten och genom att anpassa toleranserna till den passningstyp du behöver – glid-, mellan- eller presspassning – ökar du chanserna att dina delar fungerar smidigt tillsammans. För ännu mer information om toleranser och mekaniska passningar, se gärna Wikipedia-artikeln om mättoleranser.
Med dessa riktlinjer i åtanke kan du beställa 3D-utskrifter som passar perfekt i dina mekaniska sammanhang – utan onödiga överraskningar i form av för trånga eller för glappa delar. Lycka till!