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極光創(chuàng)新:FDM3D打印機(jī)的誤差從何而來

發(fā)表時(shí)間:2021-08-13?????責(zé)任編輯:極光創(chuàng)新

隨著3D打印技術(shù)的逐漸普及,越來越多的普通用戶可以接觸到3D打印技術(shù),了解3D打印的魅力。打印精度則是用戶最主要的關(guān)注點(diǎn)。桌面級3d打印機(jī)則因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)惠,適用范圍廣而得到用戶的青睞,也是市面上用戶最多的3d打印設(shè)備。那么,哪些因素會影響3D打印機(jī)的打印精度呢?本文將從幾個(gè)方面給大家解析一下,希望可以給大家?guī)韼椭?/p>

FDM3D打印機(jī)的誤差從何而來

FDM技術(shù)是目前桌面3D打印機(jī)采用的主流技術(shù)。其工作原理是以ABS\PLA等聚合物為主要原料,通過噴嘴加熱熔融絲狀熱塑性材料并擠出。其實(shí)在3D打印的過程中,影響成品精度的因素有很多,比如打印機(jī)本身的精度、打印溫度、、打印速度、材料等。

一、3D打印機(jī)本身的精度

其實(shí)這一點(diǎn)在購買3D打印機(jī)之初就已經(jīng)決定了,所以在購買打印機(jī)之前一定要看清楚。3D打印機(jī)本身的制造和裝配精度以及工作過程中的振動都會影響其打印精度。與普通打印機(jī)只能在X、Y內(nèi)移動不同,3D打印機(jī)除了X、Y外,還增加了z軸的縱向移動,任何移動都是由部件之間的摩擦引起的,總會有輕微的偏差。比如XY平面誤差、打印機(jī)的框架結(jié)構(gòu)、所用材料的剛性都會對其穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。對于那些專業(yè)用戶來說,選擇更重的打印負(fù)載和更多的金屬材料將有助于打印機(jī)的穩(wěn)定性和耐用性。

二、溫度

我們這里要講的打印溫度,其實(shí)包括噴嘴溫度和成型室溫度。其中噴嘴溫度決定了粘合性能、堆疊性能、出絲量和擠出絲寬。因此噴嘴溫度不能太低也不能太高。如果太低,材料的粘度會增加,擠出速度會變慢;過高會使材料趨于液態(tài),粘度系數(shù)降低,流動性增強(qiáng),擠出過快,無法形成可控的細(xì)絲。因此,在設(shè)定噴嘴溫度時(shí),應(yīng)根據(jù)所選線材的性能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行選擇,以確保擠出的線材處于熔融流動狀態(tài)。

成形室的溫度將影響成形零件的熱應(yīng)力。雖然高溫有助于降低熱應(yīng)力,但零件表面容易起皺;如果溫度過低,從噴嘴擠出的線材淬火會增加成型零件的熱應(yīng)力,容易導(dǎo)致零件翹曲。為了順利成型,在印刷ABS時(shí),成型室的溫度最好保持在55,而PLA應(yīng)盡量保持通風(fēng)散熱,不宜保溫。

三、層厚和補(bǔ)償

所謂分層厚度是指切片時(shí)的層厚或?qū)痈?。每層都有一定的厚度,會在成型產(chǎn)品表面產(chǎn)生可見的紋理。層厚越高,紋理越明顯,會影響成型實(shí)體的尺寸誤差和表面粗糙度。對于FDM技術(shù)來說,這是一個(gè)原理誤差,不能完全消除紋理,但可以通過設(shè)置較小的分層厚度來改善。

補(bǔ)償值是指成品實(shí)際加工輪廓線之間的距離值。對于要求高精度的模型,一般建模時(shí)應(yīng)盡可能給出補(bǔ)償,尤其是內(nèi)孔。補(bǔ)償值的設(shè)置關(guān)系到擠出線徑、3D打印機(jī)的性能,要慢慢摸索。

四、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,擠出絲的截面寬度越大;當(dāng)擠出速度增加到一定值時(shí),擠出的長絲可能會粘附在噴嘴的外錐面上,與模具的外表面摩擦,從而影響外觀。當(dāng)填充速度快于擠出速度時(shí),材料會因填充不足而斷裂,難以成型;相反,填充速度比擠出速度慢,熔絲容易堆積在噴嘴上,使成型表面的材料分布不均勻,表面出現(xiàn)凸起,影響印刷質(zhì)量。因此,填充速度和擠出速度應(yīng)在合理的范圍內(nèi)。 

還有噴嘴的直徑也決定了擠出絲材的寬度,從而影響成品的精細(xì)程度。要知道,3D打印是通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的,因此層厚的設(shè)置同樣會影響成品的粗糙程度:選用大直徑噴嘴,層厚設(shè)置較厚,雖然打印速度比較快,但成品會比較粗糙;反之,則打印速度慢,但成品更加精細(xì)。


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