Tolerance-тест OrcaSlicer: как подобрать зазор подвижных деталей

Tolerance-тест (от англ. tolerance - допуск, зазор между деталями) проверяет, при каком проектном зазоре две напечатанные части начинают двигаться или собираться. Он не устанавливает «правильный зазор для FDM»: результат зависит от материала, ориентации, слоя, сопла и калибровки.

Сначала нужна размерная точность. Если внешний контур, отверстия и первый слой систематически искажены, тест зазоров измерит сумму ошибок, а не реальный зазор.

Зачем вообще калибровать зазоры

Любая подвижная сборка - петля, защёлка, шарнир, корпус с крышкой, шестерня в посадке - требует точного зазора между внешним контуром одной детали и внутренним контуром другой. Зазор слишком маленький - деталь не собирается или клинит. Слишком большой - болтается и теряет вид.

Проблема в том, что каждый принтер и каждая катушка пластика дают своё отклонение от номинала в модели. Причин три:

  1. Усадка пластика (от англ. shrinkage - усадка). После остывания деталь становится чуть меньше, чем в модели. У разных материалов усадка разная: у PLA небольшая, у PETG заметнее, у ABS самая сильная.
  2. Расширение экструзии. Расплавленный пластик выходит из сопла чуть шире, чем диаметр самого сопла. Внешний контур детали набирает «толще», внутреннее отверстие получается «уже».
  3. Механика принтера. Люфт ремней, дребезг от вибраций (англ. ringing - рябь на стенках), погрешность шаговых моторов. Один принтер ведёт себя иначе, чем другой.

Поэтому модель «петли с зазором 0,2 мм», скачанная с MakerWorld, у одного печатника собирается идеально, у другого клинит, у третьего болтается. Tolerance-тест решает эту лотерею за один прогон именно на Вашем принтере с Вашим пластиком.

Что такое Orca Tolerance Test

OrcaSlicer включает готовую модель Orca Tolerance Test прямо в интерфейс. Доступ - через правый клик по столу в режиме «Prepare» → «Add Handy Model» → Orca Tolerance Test.

Модель состоит из двух частей:

После печати вставляете шестигранник в каждое отверстие по очереди и смотрите, где он сидит плотно, где ходит свободно, а куда вообще не входит.

Лайфхак: вместо печатного щупа можно взять обычный шестигранный ключ M6 - он соответствует номиналу, и Вы сразу видите реальное отклонение своего принтера от чертежа. Цель - найти самое маленькое отверстие, в которое щуп заходит с минимальным усилием и без болтанки.

Как печатать тест правильно

Несколько моментов, без которых результат будет бесполезным:

1. Печатайте на тех же настройках, что и боевые детали. Если рабочие сборки идут на определённой высоте слоя, профиле материала и скорости - тест печатайте так же. Зазоры зависят от скорости, температуры и материала.

2. Один материал - один тест. PLA от разных производителей дадут разный результат из-за разной усадки. Три рабочих пластика - три теста.

3. Дождитесь полного остывания. Дайте детали остыть после снятия со стола. Горячий пластик ещё «дышит», финальные размеры устаканиваются не сразу.

4. Не торопитесь со штангенциркулем. Сначала проверьте «на ощупь» - какое отверстие сидит как надо. Уже потом, для тонкой настройки, измеряйте.

5. Печатайте по центру стола. Края могут давать отклонение из-за неровности стола или неточности по краям рабочей зоны.

Не подменяйте испытание фразой «подошёл самый маленький». Для шарнира, скользящей посадки и защёлки нужны разные усилия и разная долговечность.

Как читать результаты

После печати оцените каждое из шести отверстий по простой шкале. Это ориентир, а не жёсткий норматив - конкретное поведение зависит от задачи:

Зазор Поведение шестигранника Под что подходит
0,0 мм Не входит или только с усилием Сильное расширение экструзии, нужна компенсация XY
0,05 мм Входит с натягом, не вращается Запрессовка или клееная фиксация
0,1 мм Входит плотно, поворачивается с усилием Защёлки, крышки, корпуса без петель
0,2 мм Свободно, но без люфта Петли, шарниры - самый частый рабочий зазор
0,3 мм С небольшим люфтом Подвижные сборки в грязной среде, шестерни
0,4 мм Болтается Много; только для черновых деталей

Идеального ответа нет - он зависит от задачи. Для большинства бытовых подвижных деталей золотая середина около 0,2 мм. Для точных механизмов - плотнее. Для уличных шарниров, куда забивается грязь - свободнее.

Что делать, если все отверстия слишком тугие или слишком свободные

Бывает, что даже в отверстии 0,4 мм шестигранник еле проходит. Или наоборот - во всех шести болтается. Это значит, что принтер систематически отклоняется от номинала, пора подкручивать настройки OrcaSlicer.

Открываете настройки процесса (Process settings) → раздел «Quality» → подраздел «Precision». Там ключевые параметры:

Логика простая: измерили штангенциркулем, нашли отклонение, забили компенсацию, перепечатали тест. Обычно хватает одной-двух итераций, чтобы попасть «в ноль».

Компенсация усадки пластика отдельно

Если отклонение одинаковое во всех направлениях и растёт пропорционально размеру детали - дело не в принтере, а в усадке пластика. Такое типично для ABS, ASA, PA-CF, реже для PETG.

Для этого в OrcaSlicer есть отдельный механизм - в карточке филамента (а не процесса). Открываете настройки филамента → задаёте процент усадки конкретного материала по XY и по Z. Слайсер автоматически увеличивает модель при печати, чтобы после остывания она пришла к номиналу.

Ориентировочные диапазоны усадки по типам пластика (точное значение - только через измерение своей катушки):

Пластик Усадка XY Усадка Z
PLA 0,2-0,3 % 0,1-0,2 %
PETG 0,4-0,6 % 0,3-0,5 %
ABS 0,8-1,5 % 0,6-1,0 %
TPU 95A 0,3-0,5 % 0,2-0,3 %
PA-CF 0,5-1,0 % 0,4-0,8 %

Это ориентир, не закон. Точное значение для конкретной катушки получаете только через измерение напечатанной калибровочной детали штангенциркулем и пересчёт процента.

Зазоры для типовых сборок: шпаргалка

Чтобы не печатать тест под каждую мелочь, держите под рукой стартовые ориентиры (для PLA на хорошо откалиброванном принтере) - но проверяйте их тестом перед серией:

Для PETG и ABS обычно прибавляйте к этим цифрам ещё 0,05-0,1 мм из-за более высокой усадки.

Что часто идёт не так

«Тест прошёл, а в реальной модели не собирается». Скорее всего, тест напечатан в одной ориентации (отверстия вертикально), а боевая модель - в другой (отверстия горизонтально). Зазоры по XY и по Z разные. Если в реальной модели отверстие смотрит «вверх», печатайте тест в той же ориентации.

«В тесте 0,2 мм норм, а в модели петлю клинит». Размер посадки тоже влияет. Большое отверстие даёт больше места для усадки и расширения. Если в тесте дырка 6 мм, а в модели 20 мм, абсолютный зазор может отличаться. Для крупных посадок берите зазор побольше.

«Зазоры разные на разных краях стола». Стол не выровнен или принтер не откалиброван по геометрии. Сделайте сначала mesh-калибровку стола (от англ. mesh - сетка измерения высоты по столу), потом возвращайтесь к tolerance-тесту.

«После замены катушки всё сломалось». Даже PLA от одного производителя может «гулять» по партиям. Перед серийной партией подвижных деталей с новой катушки прогоняйте тест заново.

Что влияет на результат

Если посадка нужна для серийного изделия, напечатайте несколько образцов в разных местах стола и проверьте после выдержки. Один успешный тест не доказывает стабильность партии.

Чеклист

Связанные статьи