高精度3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、qiang支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
隨著3D打印技術(shù)的日益普及,越來越多的普通用戶可以接觸到3D打印技術(shù)并了解3D打印的魅力。但是,新用戶使用時(shí),他們不得不擔(dān)心他們的3D打印的準(zhǔn)確性。那么,哪些因素會(huì)影響3D打印機(jī)的3D打印精度?那么下面我們一起來討論幾個(gè)影響3D打印成品準(zhǔn)確性的因素,以幫助一些新用戶。
融熔沉積成型技術(shù)是桌面3D打印機(jī)采用的主流技術(shù)。工作原理是通過噴嘴加熱和熔化長(zhǎng)絲狀熱塑性材料并擠出,主要使用聚合物如ABS、 PLA和石蠟。實(shí)際上,在3D打印過程中,有很多因素會(huì)影響成品的準(zhǔn)確性,比如3D打印機(jī)自身的精度、 3D打印溫度、 3D打印速度、材料等等,我們逐一看一下這些因素。
1、層厚度和補(bǔ)償
所謂的層厚度是指切片時(shí)的層厚度。每層具有一定的厚度,這將在成形產(chǎn)品的表面上產(chǎn)生可見的臺(tái)階效應(yīng)。層厚度越高,紋理越多,更顯著,這將影響成形體的尺寸、表面的誤差和粗糙度。對(duì)于FDM技術(shù),這是一個(gè)主要的缺點(diǎn),不能*消除層紋,但可以通過設(shè)置較小的層厚度來改善。
補(bǔ)償量是指件的實(shí)際加工輪廓之間的距離。對(duì)于那些具有高精度要求的模型,一般建模應(yīng)盡量給予補(bǔ)償,尤其是內(nèi)孔,以及補(bǔ)償量的設(shè)定和壓縮,導(dǎo)線直徑為3D打印機(jī)。
2、擠出速度和填充速度
在填充速度合理匹配的情況下,擠出速度越大,擠出紗線的橫截面寬度越大;當(dāng)擠出速度增加到一定值時(shí),擠出的長(zhǎng)絲可能粘附到噴嘴的外錐形表面上,影響模型的表面外觀。當(dāng)填充速度快于擠出速度時(shí),由于填充不充分,材料會(huì)破裂,難以成形;相反,填充速度比擠出速度慢,熔絲就易于積聚在噴嘴上,并且成形表面材料不均勻,有缺陷,影響3D打印質(zhì)量,因此,填充速度和擠出速度應(yīng)在合理的范圍內(nèi)。
3、 3D打印機(jī)自己的精度
事實(shí)上,這已經(jīng)在購(gòu)買3D打印機(jī)的開始時(shí)已經(jīng)確定,所以在購(gòu)買3D打印機(jī)之前一定要檢查確認(rèn)好。3D打印機(jī)的制造和裝配精度以及操作期間的振動(dòng)將影響其3D打印精度。與普通的打印機(jī)相比,它們只有X、 Y可以在兩個(gè)方向上移動(dòng)。而3D打印機(jī)除了X、 Y之外,3D打印機(jī)還增加了Z軸的縱向移動(dòng)。導(dǎo)線的任何移動(dòng)都是部件之間的相互摩擦,并且將始終會(huì)產(chǎn)生微妙的偏差。例如,XY平面誤差,3D打印機(jī)框架結(jié)構(gòu)和所用材料的剛度將對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。對(duì)于那些專業(yè)用戶,選擇較重的3D打印負(fù)載和更多的金屬材料將有助于3D打印機(jī)的穩(wěn)定性和耐用性。
另外,噴嘴的直徑也決定了擠出金屬絲的寬度,這會(huì)影響成品的細(xì)節(jié)度。我們知道3D打印是按層3D打印構(gòu)造對(duì)象。因此,層厚度設(shè)定也影響成品的粗糙度:使用大直徑噴嘴,層厚度會(huì)更厚。雖然3D打印速度更快,但會(huì)比較粗糙。相反,3D打印速度放慢,成品就更精致。
4、 3D打印溫度
我們?cè)谶@里說的3D打印溫度實(shí)際上包括噴嘴溫度和腔室溫度。其中,噴嘴溫度決定材料的粘接性能、堆疊性能、線材流動(dòng)和擠出線寬。因此,噴嘴溫度不應(yīng)太低或太高。太低,材料的粘度增加,擠出速度慢;太高,材料偏向液態(tài),粘度系數(shù)降低,流動(dòng)性增強(qiáng),擠出太快而不能形成精確可控的長(zhǎng)絲。因此,當(dāng)設(shè)定噴嘴的溫度時(shí),應(yīng)根據(jù)所選擇的金屬絲的特性在一定范圍內(nèi)選擇,以確保擠出的金屬絲處于熔融流動(dòng)狀態(tài)。
成形室的溫度將影響成形部件的熱應(yīng)力。雖然高溫有助于降低熱應(yīng)力,但零件表面容易起皺。如果溫度太低,從噴嘴擠出的金屬絲的淬火將增加成形部件的熱應(yīng)力。很容易引起零件的翹曲。為了平滑地形成,在3D打印 ABS中,成形室的溫度通常保持在55攝氏度,而PLA需要盡可能地保持通風(fēng)和散熱。