3D打印機(jī)組裝與調(diào)試 課件 第24講 3D打印的模式

3D打印的模式授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試打印模式的種類拆分模型的打印模式打印模型的制作思考題010203043D打印機(jī)組裝與調(diào)試打印模式的種類填充實(shí)體的打印1最底層密封面的打印填充打印選擇支撐類型和粘附平臺的參數(shù)形式為無，填充密度為20%，打印時間為2小時19分鐘，材料消耗37克。打印圓柱填充實(shí)體模型底面，噴頭沿與Y坐標(biāo)成45°的方向打印如圖所示。打印圓柱填充實(shí)體模型主體，側(cè)表面為兩層密封層，內(nèi)部為填充網(wǎng)格。打印模式的種類封頂打印打印圓柱填充實(shí)體模型頂面，噴頭沿與Y坐標(biāo)成45°的方向打印三層模型表面密封層。填充實(shí)體模型剛度較高，可用于裝配檢查、運(yùn)動分析等。填充實(shí)體模型內(nèi)部填充網(wǎng)格的疏密程度可以指定，網(wǎng)格間隔越小，模型剛度越高，打印時間越長。打印模式的種類空心殼體的打印模式2底層密封面的打印填充為0的打印打印圓柱空心殼體模型側(cè)表面為兩層密封層內(nèi)部為空心選擇支撐類型和粘附平臺的參數(shù)形式為無，填充密度為0，打印時間為1小時，材料消耗15克。由此可見比打印填充實(shí)體節(jié)省1個小時19分鐘，材料消耗節(jié)省了22克。打印圓柱空心殼體模型底面，噴頭沿與Y坐標(biāo)成45°的方向打印三層模型表面密封層。打印模式的種類打印圓柱空心殼體模型頂面，噴頭沿與Y坐標(biāo)成45°的方向打印四層，模型表面密封層。從打印預(yù)覽中看沒有任何問題，但是由于模型內(nèi)部空心，頂面第一、二層密封層可能存在破損，需要后續(xù)打印的密封層將其覆蓋。為保證頂面完全密封，打印控制系統(tǒng)默認(rèn)將頂面增加一層密封層(即頂面為四層密封層)。模型表面密封層打印結(jié)束，待打印平板冷卻后，將打印平板連同打印模型從打印機(jī)取下；用小鏟先將空心殼體模型從基底鏟下，然后將基底從打印平板上鏟下。由于空心殼體圓柱剛度較低，底面和頂面與側(cè)面連接強(qiáng)度較差，打印時間適中，一般用于模型外觀評價。打印模式的種類單層面體的打印模式3底層的打印側(cè)表面的打印打印圓柱單層面體模型側(cè)表面，噴頭擠出的絲材并沿圓柱側(cè)表面輪廓移動，打印一層側(cè)表面(側(cè)表面厚度約為0.4mm)，內(nèi)部空心，底部和頂部均開口的薄環(huán)。除了填充實(shí)體和空心殼體打印模式外，打印機(jī)還可以打印單層面體。軟件中壁厚參數(shù)設(shè)置為噴嘴直徑大小0.4mm，底層和頂層厚度設(shè)置為0，在高度方向沿輪廓僅打印一層，與高度方向垂直的平面不打印。其打印時間為22分鐘，耗材為4克。打印模式的種類圓柱單層面體的打印完成打印圓柱單層面體打印結(jié)束，待打印平板冷卻后，將打印平板連同打印模型取下；用小鏟先將三維模型零件從基底鏟下，然后將基底從打印平板上鏟下。單層面體模型僅打印一層側(cè)表面層，速度更快，表面質(zhì)量優(yōu)于填充實(shí)體和空心殼體，打印時間短，一般用于模型某些面的快速成形與外觀評價。模型由筆筒蓋和筆筒底座組成，于是把模型分別存為兩個STL文件，如圖所示。拆分模型的打印模式打印模型的拆分1筆筒模型筆筒底座筆筒蓋3D打印筆筒，其模型的直徑為120mm，高度為150mm。打印時可以將模型進(jìn)行拆分打印，分割成兩部分，然后再拼接成為一個整體。筆筒模型如圖所示。采用無基底打印模式時，需在打印平板上粘貼美紋紙或鋪一層打印膠水，以增加模型底部與打印平臺的附著力，防止模型在打印過程中會產(chǎn)生翹邊和變形。美紋紙膠帶是以美紋紙和壓敏膠水為主要原料，在美紋紙上涂覆壓敏膠粘劑，另一面涂以防粘材料而制成的卷狀膠粘帶，具有耐高溫、抗化學(xué)溶劑佳、高粘著力、柔軟服貼和再撕不留殘膠等特性。3D打印使用耐高溫美紋紙，耐熱溫度達(dá)120℃，膠帶表面具有較粗糙的紋理，有利于3D打印材料的吸附。美紋紙拆分模型的打印模式美紋紙和膠水2美紋紙的選擇與使用1拆分模型的打印模式一二美紋紙防止模型翹邊，打印中美紋紙粘在打印平臺上，增加了打印耗材與平臺之間的附著力，有效減少耗材在打印時出現(xiàn)的翹邊、變形等問題。美紋紙可反復(fù)使用，直到破損或者明顯粘不住模型為止。保護(hù)打印平臺，同時防止噴嘴磨損，延長使用壽命。粘貼美紋紙，確保打印平臺干燥和干凈，否則會影響到膠帶的粘和效果；依次平整的粘在打印板上，粘合良好無氣泡，否則會影響模型的成型效果。粘貼美紋紙拆分模型的打印模式3D打印機(jī)專用膠水2防翹邊膠水及滾刷3D打印機(jī)專用防翹邊膠水，為白色膠狀液體，適用于PLA等打印材料。具有耐高溫，環(huán)保無毒，提高成型率，解決FDM工藝的翹邊問題。使用前確保加熱平臺干凈光滑，將膠水均勻的涂上即可，可多次打印，打印結(jié)束后，容易取下模型。熱床上面的膠可用清水擦洗干凈，具有易清洗的特點(diǎn)。為獲得高質(zhì)量的模型底部平面，選用打印機(jī)的無基底打印模式，即在打印模型前將不會產(chǎn)生基底。采用PLA打印材料對筆筒部件分別進(jìn)行打印，打印溫度約為210°C。對于不同的放置會產(chǎn)生不同的打印效果，讓筆筒的上表面在下，由于下表面是平的，沒有任何懸空的部分，不需要增加支撐設(shè)置。打印時間為3小時34分鐘，材料消耗為37g。拆分模型的打印模式模型的打印3筆筒底座的打印1底座的打印2筆筒底座的打印筆筒蓋的放置與打印預(yù)覽拆分模型的打印模式不同放置與打印預(yù)覽如果讓筆筒的上表面在上，那么由于下面有懸空的部分，就需要增加支撐設(shè)置，于是打印的時間就會增加，共計耗時為3小時59分鐘，材料消耗為41g。打印模型的制作遵循支撐臨界角原則1打印40度的模型支撐的臨界角設(shè)置，在支撐類型后面的省略號的圖標(biāo)中。如果設(shè)置了支撐臨界角為45度，打印的模型超過45度的部分，都需要額外的支撐材料。打印40度模型和50度模型的數(shù)據(jù)對比，你發(fā)現(xiàn)了什么？打印50度的模型打印模型的制作模型的三種打印角度對比，對打印材料的影響，如圖所示。若角度太大，則打印的材料會自行墜落，所以根據(jù)模型的角度來判斷是否加支撐。三種打印角度的對比打印模型的制作減少支撐材料2模型支撐在設(shè)計模型時盡量避免使用支撐材料；雖然支撐材料可以去除但是會在模型上留下一些印記，而且去除過程非常耗時。為突出的部位自行設(shè)計支撐物或連結(jié)物等，減少加支撐的幾率，就省去了加支撐、去支撐、打磨支撐部位的麻煩。模型底部和平臺接觸面積增大可以有效減少翹邊。在設(shè)計模型時可以考慮自己設(shè)計打印的底座，建議不要使用內(nèi)建的打印底座，會非常耗時，降低打印速度和打印效率，且內(nèi)建的打印底座可能會難以去除并且損壞模型的底部。如圖示，圓盤狀或圓錐狀的底座，增加抓地力。打印模型的制作設(shè)計模型底座3設(shè)計模型底座打印模型的制作調(diào)整打印方向以求最佳精度4保證最佳精度在打印模型時，要注意調(diào)整打印方向以求最佳精度，以最佳分辨率方向作為模型的打印方向。如果有需要，可以將模型切成好幾個區(qū)塊來打印，然后再重新組裝。對于使用熔融沉積技術(shù)的打印機(jī)來說，只能控制Z軸方向的精度，因?yàn)閄Y軸的精度已經(jīng)被線寬決定了。如模型有精細(xì)設(shè)計，需要確認(rèn)模型的打印方向是否能打印出精細(xì)特征。所以設(shè)計模型時，細(xì)節(jié)部位也最好放在豎著打印的位置。實(shí)在不行，可以將模型切割開來打印，然后再重新組裝。打印模型的制作調(diào)整打印方向以承受壓力5承受壓力根據(jù)壓力來源調(diào)整打印的方向，當(dāng)受力施加在模型上時，保持模型不會毀壞，確保打印方向以減少應(yīng)力集中在部分區(qū)域，可以調(diào)整打印的方向讓打印線垂直于應(yīng)力施加處。同樣的原理可以運(yùn)用在打印大型模型的ABS樹脂上，在打印的過程中，大型模型可能會因?yàn)樵诖蛴∨_上冷卻而沿著Z軸的方向裂開。所以建模時應(yīng)根據(jù)受力方向，適當(dāng)加厚承受壓力的位置。Z軸方向的打印使得層與層之間粘結(jié)力有限，承受壓力的能力不如XY軸方向的打印。打印模型的制作合理設(shè)置公差6合理設(shè)置公差普通打印出來的模型，誤差是肯定有的，尤其是多個連接的活動部件、內(nèi)孔等部位。對精度要求比較高的，設(shè)計模型時候要合理設(shè)置公差，比如內(nèi)孔給出補(bǔ)償量。想要找到正確的公差比較麻煩，需要對打印的模型做測試。大部分的公差設(shè)置原則是緊密接合的地方，如壓合或連結(jié)物件處預(yù)留0.2mm的寬度；較寬松的地方，如樞紐或是箱子的蓋子處預(yù)留0.4mm的寬度。打印模型的制作善用線寬

7線寬的使用在打印機(jī)中有一個很重要參數(shù)是線寬，線寬是由打印機(jī)噴頭的直徑?jīng)Q定的，大部分的打印機(jī)擁有直徑是0.4mm或是0.5mm的噴頭。實(shí)際中3D打印機(jī)畫出來的圓，大小都會是線寬的兩倍。如一個0.4mm的噴頭，畫出來的圓最小直徑是0.8mm，而0.5mm的噴頭畫出來的最小直徑則是1mm，最小物件不會小于線寬的兩倍。所以建模時善加利用線寬，如制作彎曲或厚度較薄的模型，需要將模型厚度設(shè)計成一個線寬厚。打印模型的制作正確擺放模型8適度使用外殼9打印機(jī)的極限10打印時正確擺放模型，把設(shè)計物件放在打印平臺上，連結(jié)這些鄰近的物件，并在間隔處小心地打印。如果是很多堆模型一起打印，模型的擺放需要注意下間隔，防止距離的太近。一些精度要求高的模型上，設(shè)置外殼時不要使用過多，尤其是表面印有微小文字的模型，外殼設(shè)