3D打印影響精度的7大因素

　　就如同上海航天技術(shù)研究院高級工程師王聯(lián)鳳說的：今天的3D打印就像上世紀(jì)90年代的互聯(lián)網(wǎng)，前端技術(shù)、硬件已經(jīng)積累到一定程度，一旦發(fā)展起來，后端的應(yīng)用規(guī)模與產(chǎn)值將會(huì)爆發(fā)出難以想象的巨大能量。現(xiàn)在越來越多的用戶開始自行研究3D打印技術(shù)，然而打印精度卻不盡人意。

　　為此，創(chuàng)客聯(lián)盟特別收集整理出影響3D打印精度的7大因素，為有需要的朋友提供參考。

　　普通的桌面積3D打印機(jī)，成形精度包括尺寸誤差、幾何誤差及表面粗糙度。在3D打印成型過程中 ,影響這3者的因素創(chuàng)客聯(lián)盟歸納整理為7類，具體如下：

　　(1) 材料收縮。材料在3D打印過程中經(jīng)過固體—液體 —固體 2次相變。當(dāng)材料凝固成形時(shí) ,由材料收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變將影響成形件精度。若成形過程中的材料確定 ,該種誤差可通過在目前的數(shù)據(jù)處理軟件中 ,設(shè)定 x, y, z這 3個(gè)方向上的“ 收縮補(bǔ)償因子 ” 進(jìn)行尺寸補(bǔ)償來消除。

　　(2) 噴頭溫度和成形室溫度。噴頭溫度決定了材料的粘結(jié)性能、 堆積性能、 絲材流量以及擠出絲寬度 ,既不可太低 ,使材料粘度加大 ,擠絲速度變慢 ,也不可太高 ,使材料偏向于液態(tài) ,粘性系數(shù)變小 ,流動(dòng)性強(qiáng) ,擠出過快 ,無法形成可精確控制的絲。噴頭溫度的設(shè)定應(yīng)根據(jù)絲材的性質(zhì)在一定范圍內(nèi)選擇 ,以保證擠出的絲呈熔融流動(dòng)狀態(tài)。成形室的溫度會(huì)影響到成形件的熱應(yīng)力大小 ,溫度過高 ,雖然有助于減少熱應(yīng)力 ,但零件表面易起皺;而溫度太低,從噴嘴擠出的絲驟冷將使成形件熱應(yīng)力增加 ,易引起零件翹曲變形。實(shí)驗(yàn)證明 ,為了順利成形 ,應(yīng)該把成形室的溫度設(shè)定為比擠出絲的溫度低 1 ℃～2 ℃。一般成形室溫度設(shè)定為 55 ℃。

　　(3) 分層厚度。是指在成形過程中每層切片截面的厚度。由于每層有一定厚度 ,會(huì)在成形后的實(shí)體表面產(chǎn)生臺階的現(xiàn)象 ,將直接影響成形后實(shí)體的尺寸誤差和表面粗糙度。對3D打印工藝 ,這是一種原理性誤差 ,要完全消除臺階是不可能的,只可能通過設(shè)定較小的分層厚度來減少臺階效應(yīng)。

　　(4) 補(bǔ)償量。是指零件實(shí)際加工輪廓線與理想輪廓線之間的距離值。該值的設(shè)定與擠出絲的直徑有關(guān) ,可以在分層切片數(shù)據(jù)處理軟件直接設(shè)定。

　　(5) 擠出速度與填充速度及其交互作用。在與填充速度合理匹配范圍內(nèi) ,隨著擠出速度增大 ,擠出絲的截面寬度逐漸增加 ,當(dāng)擠出速度增大到一定值擠出的絲粘附于噴嘴外圓錐面 ,就不能正常加工填充速度比擠出速度快 ,則材料填充不足 ,出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象 ,難以成形。相反 ,填充速度比擠出速度慢 ,熔絲堆積在噴頭上 ,使成形面材料分布不均勻 ,表面會(huì)有疙瘩 ,影響造型質(zhì)量。因此 ,填充速度與擠出速度之間應(yīng)在一個(gè)合理的范圍內(nèi)匹配,應(yīng)滿足vj / vt = [ a1 , a2 ] (式中: a1 為出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象的臨界值; a2 為出現(xiàn)粘附現(xiàn)象的臨界值; vj為擠出速度; vt為填充速度。

　　(6) 成形時(shí)間。每層的成形時(shí)間與填充速度該層的面積大小及形狀的復(fù)雜度有關(guān)。若層面積小 ,形狀簡單 ,填充速度快 ,則該層成形的時(shí)間就短相反 ,時(shí)間就長。在加工時(shí) ,控制好每層的成形時(shí)間 ,才能獲得精度較高的成形件。

　　(7) 開啟和關(guān)閉延時(shí)。即絲材堆積的起停效應(yīng) ,主要是以絲材堆積截面的變化體現(xiàn)出來 ,這種堆積截面的不一致容易造成絲材堆積平面的不平整出現(xiàn)空洞等質(zhì)量缺陷。而“拉絲 ” 現(xiàn)象會(huì)影響到原型的表面光順和填充層層內(nèi)絲材堆積面的平整性它的根本解決需要出絲速度能夠?qū)崟r(shí)地藕合跟蹤掃描速度 ,針對掃描速度的變化作出相應(yīng)的調(diào)整 ,以使絲材堆積平穩(wěn)可靠 ,提高絲材的堆積質(zhì)量。

　　希望以上歸納整理的影響精度7大因素，對有需要的人起到幫助。來創(chuàng)客聯(lián)盟，3D打印任何產(chǎn)品，當(dāng)然我們采用的是工業(yè)級3D打印機(jī)，不過價(jià)格是行業(yè)最優(yōu)惠的啦。