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3D打印模型惨不忍睹?6招优化立竿见影

发布时间:2019-05-21 14:24 来源:未知 编辑:admin

  【中关村在线D打印频道原创】桌面型3D打印机已经是一个非常成熟、好用的工具,文创工作室、创客、爱好者、设计师群体很多人已经用起来。即使是经常使用的朋友,恐怕也难以避免打印模型出现质量不佳的情况,比如翘边、错层、飞丝等,打印出来的模型并不能让人满意。通常情况下,按步骤做下面几个检查,能解决大部分问题。

  笔者前些天3D打印一个盒子,打印还没完成就出现底部一个角翘起来的情况,底面并不平整。这是由于塑料材质的热应力,在固液相变的过程中应力没有释放,通常会出现形变。3D打印的底面出现形变,原因就是底板和打印的第一层没有粘贴牢固,很有可能是喷嘴与底板的距离太远,超过了打印层厚。

  另一种相反的情况,是喷嘴与底板的距离太近,尽管不影响挤出但比准确距离还是有更大的压力,导致模型与底板粘贴过紧。后果就是打印完毕后很难取下模型,甚至最后模型撕裂了而首层仍然没有与底板分开,或者是底板的美纹纸撕开紧紧粘在模型底部。这都不是理想中的结果。

  遇到这种情况,我们要做的就是重新对3D打印机做调平,确保调平点与喷嘴之间刚好能够滑动一张A4纸。更细的描述,就是“滑动时纸张略微受到阻力,但仍然能够自如地从间隙中抽出”,这时喷嘴与打印底板之间有理想的距离。

  对于自动调平的机型如果出现这种情况,就有可能是定位传感器出现了偏差,这里就不建议用户手动调节了,最好联系厂商售后来解决。

  另一个我们常遇到的情况,是打印完成时发现模型错开分成了两部分,两部分各自都很好却并没有对齐,出现了错层。

  它的原因就是在打印过程中传动皮带打滑,喷嘴与之前的原点位置相比发生了偏移。而引起偏移的常见原因,就是料盘或者料轴被卡住——料丝限制了喷嘴的位置,而电机的扭距很大,从而导致皮带和齿轮之间打滑。

  所以出现错层时我们的第一个工作就是检查料盘看能不能顺利释放料丝,检查料轴看能不能让料盘顺畅转动。遇到料丝缠线不佳无法顺利释放,往往导致整盘料丝无法使用,而这种情况在线材缠料的耗材上又经常出现。目前我们还没找到好的应对办法,只有更换料盘。

  另外有一种可能就是3D打印机本身皮带松动,快速移动时出现皮带打滑。这就是3D打印机本身的质量问题了,建议联系厂商售后来解决。

  有的时候模型可以顺利地打印完成,但是模型表面并不均匀,有很细小的坑洼或者是凸起的颗粒出现,影响模型的视觉效果。

  导致坑洼和颗粒的原因一般来说就是挤出材料不均匀,有时多有时少。这时一种情况是3D打印线材的品质不佳,线材本身粗细不均匀引起挤出量不均匀,另一种情况是喷嘴内有异物阻塞,挤出速度不能有效地控制。

  解决办法很简单,对于线材品质不佳的情况更换材料,最好使用3D打印机原厂搭配的耗材。而喷嘴内有异物的情况可更换喷嘴。如果是选用第三方耗材而对厂家的生产品质又不了解,可以要一些样品用千分尺选10个测量点动手一测,就明了了。

  极少出现的情况是挤出的步进电机或者齿轮出现异常。判断这种情况,只需要把打印选项中的挤出速度分别调高和调低、做两次3D打印。当低速时表面比较平整、高速时表面明显更多坑洼和颗粒,基本可以认为是步进电机或者进料齿轮的状况,建议联系厂商售后解决。

  在打印悬空结构比较多或者有特殊形状的悬空结构时,常常会遇到悬空的部分不能完美打印的情况,这个时候往往是支撑出现了一些问题,对悬空部分不能起到很好的支撑作用。FDM3D打印机是靠热熔融挤出再冷却,如果没有支撑那么没有完全冷却时出现下垂在所难免。

  我们需要做的是调整支撑选项,改变支撑结构的密度或者形状,让支撑变得更紧密,能够更好地承托起悬空结构。

  另外根据悬空结构的面积大小,灵活选择支撑类型也是需要在3D打印之前考虑的事情。大面积的悬空结构,选择树形支撑相比默认的线形支撑结构,能够显著减少支撑打印量,明显减少3D打印时间。同时仍然能够保持不错的打印效果。

  另外有一些品牌独立开发了3D打印软件,具备手动添加支撑的功能,弘瑞和闪铸就是我们测试过的两个支持手动支撑的品牌。

  在测试和打印中,在自动添加支撑结构之后,在特殊部位额外添加手动支撑和自动支撑结构并不冲突,能够获得更佳的悬空打印效果。

  在我们测试过的几款FDM3D打印机中,在打印相邻的独立结构时拉丝的情况或多或少都会发生,几乎是无法避免的。这里面其实涉及到3D打印机的回抽机制。

  用过3D打印机、有仔细观察的朋友会注意到,当喷嘴加热的时候总是会有一些液态的材料溢出来。而在打印的过程中,喷嘴打印两个独立的结构时在它们之间移动,材料溢出就会造成细小的拉丝,但实际上两个结构都应该是光滑的表面。

  从最初RepRap开始解决的办法,就是让喷嘴打印完一侧之后送料齿轮倒转,把材料向回抽一小段,给热喷嘴一个反向的张力防止材料溢出。这就是所谓的“回抽”。

  但是由于材料的配比不同,在高温下的流动性、张力等物理特性都有差别,在200摄氏度的温度下PLA材料完全是流动的液体而ABS材料则是凝胶状的粘稠液体。这样一来,就需要略微调节回抽参数了。

  在弘瑞软件中,我们建议勾选回抽时抬高打印头,让挤出头离开之前抬高一点点断开材料之间的连接。另外一个调节的原则,就是越是粘稠的液体回抽距离越要设置的大一些,越是流动性好的液体回抽距离适当设置的小一些,减少打印中断、提高打印效率。这个回抽距离,建议用户多动手尝试,才能获得最佳的打印效果。

  不同的FDM3D打印机,打印速度区别很大,同样的一个模型打印时间相差几倍。不过一个统一的规律就是,对于一款FDM3D打印机来说打印速度越快越容易造成模型表面质量不佳,打印速度越慢越容易打印出平整光滑的表面。

  原因就是,FDM3D打印机的打印精度除了和层厚度设置直接相关之外,还受到步进电机性能、框架稳定性和整机调校的影响,打印速度越快喷头越容易因惯性而出现偏移,对步进电机性能要求越高,并且框架也越容易产生振动,从而影响打印定位的精准度。

  挤出套件、步进电机、皮带、限位器等运动部件的品质根本上决定实际打印精度效果

  而规避这些问题的一个有效手段就是降低打印速度,避免机械部件运动对打印的影响。当然这是一个折衷的办法,因为降低速度就意味着相同比例地增加打印时间,耗费了时间成本。更理想的方式还是提前选择用料扎实、运动套件精密加工、框架稳定并且经过很多版样机测试的FDM3D打印机,在比较快的打印速度下仍然能保持比较好的机械稳定性,从而直接获得高质量3D打印成品。

  目前市场上在售的FDM3D打印机品牌非常多,很多机型也有着不错的打印质量和稳定性。对于这种工具型的产品来说良好的使用习惯也是保持高质量打印品质的重要因素。

  包括定期检查皮带松紧度和调平底板,打印完成后关闭机器防止喷嘴持续加热,使用高质量的打印耗材,12小时以上的连续打印进行远程监控或留人值守,长时间不用时将线材从打印头退出避免断裂等等。工欲善其事必先利其器,这些小设置能够让你的3D打印机更犀利,获得更理想的打印品。

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