有些3D打印作業(yè)對(duì)強(qiáng)度有要求。嘗試過(guò)若干加固手段，保障零件摔不爛，能按需求承受壓力。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在解決強(qiáng)度問(wèn)題上，昂貴的商業(yè)級(jí)3d打印機(jī)和實(shí)惠的桌面級(jí)打印機(jī)沒(méi)有太大差別。要做的都是花時(shí)間思考和調(diào)整配置。

今天給大家羅列了一些解決手段，主要針對(duì)FDM（熔融沉積成型）桌面級(jí)3D打印機(jī)。操作能立馬學(xué)會(huì)，則需要做好準(zhǔn)備和策劃工作。

模型的幾何形狀

移動(dòng)、加厚，從而增加強(qiáng)度

1.1 加厚模型

顯而易見(jiàn)，薄片通常就是零件的薄弱環(huán)節(jié)。不僅如此，F(xiàn)DM打印機(jī)在打印薄片時(shí)也容易出現(xiàn)各種問(wèn)題（例如，分層、翹邊、打印頭碰撞）?？纯词欠衲芗雍襁@些環(huán)節(jié)。雖然不是所有的薄片都允許加厚，但是總有幾個(gè)是可以加點(diǎn)材料的。

1.2 放大

這個(gè)方法也很容易想到，但是放大就如同整體加厚。操作請(qǐng)慎重，因?yàn)榭赡茉斐闪慵o(wú)法匹配，影響功能實(shí)現(xiàn)。

為薄弱環(huán)節(jié)的底座嵌邊

1.3 用圓角/斜面平滑過(guò)渡

打印過(guò)程中，打印頭可能會(huì)碰撞到薄片，造成錯(cuò)層，薄片就更加搖搖欲墜了。采用圓角、斜面或者二者混合，加入到薄弱環(huán)節(jié)，以保障結(jié)實(shí)的底座。

檢查打印配置

2.1 打印方向

只有模型直立，才能打印成功？打印成品最結(jié)實(shí)的是X和Y軸，而Z軸的強(qiáng)度很大程度上取決于層屬性。有時(shí)候，最佳打印角度是呈傾角放置，因?yàn)檫@可以避免層垂直于負(fù)載點(diǎn)或面。

2.2 層高

層厚較小時(shí)，塑料會(huì)被壓扁，X / Y平面的面積增大。下一層材料不是直接貼在上一層的表面，而是高度附著。高度附著意味著更高的層間粘合度，面對(duì)Z軸的拉伸符合，零件不易破損。舉例來(lái)說(shuō)，打印同一模型，相比300微米的層厚，100微米的精度具有更強(qiáng)的層間粘合。

2.3 填充率和類型

這也是顯而易見(jiàn)的，但有時(shí)不會(huì)第一時(shí)間想到。改變填充百分比、填充物類型，有時(shí)候改變角度都可有助于加強(qiáng)3D打印的零件。我們知道填充率超過(guò)60-70％是沒(méi)有意義的，然而我遇到過(guò)一個(gè)項(xiàng)目，必須100％填充率打印，因?yàn)?5％的強(qiáng)度不夠。有一點(diǎn)要注意的是，高于75％的填充率很可能會(huì)影響打印件外表面。

2.4 周長(zhǎng)/殼或殼厚度

提起填充率，就會(huì)想起另一個(gè)加固方式，那就是增加殼的數(shù)量，或分層設(shè)置的周長(zhǎng)。我們?cè)囼?yàn)發(fā)現(xiàn)，一般來(lái)說(shuō)2或3層殼足矣，但如果某些應(yīng)用場(chǎng)景負(fù)載較高，或者極端局部化，可能需要4層殼。

2.5 材料

約有95%的場(chǎng)景下，我們喜歡用ABS材料。而實(shí)際桌面3D打印機(jī)有多種材料可選，擁有各不相同的強(qiáng)度屬性。ABS是一種強(qiáng)度高、韌性好的塑料，PLA則更堅(jiān)硬。有時(shí)柔韌的材料更能抗擊沖撞，但是若有幾何硬度要求，那就得PLA上場(chǎng)了。記住， PLA材料很堅(jiān)硬，相對(duì)而言也就比較脆。如需增加耐用性，可用尼龍材料打印。對(duì)FDM（熔融沉積成型）打印機(jī)而言，Taulman618是相當(dāng)不錯(cuò)的尼龍細(xì)絲，盡管通常需要一些額外的機(jī)器配置。

后期處理

3.1 環(huán)氧樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂

有時(shí)候我們看到的打印件表面效果，是穿了樹(shù)脂“馬甲”的塑料打印件。對(duì)幾何結(jié)構(gòu)精度有極高要求，必須呈現(xiàn)尖銳的邊緣，那么這種處理方式并不適用。有許多不同類型的環(huán)氧樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂，具有不同的材料特性和固化性能。還有各種粘度可選。不要使用環(huán)氧樹(shù)脂膠。效果不好，會(huì)形成凹凸紋理。

我們用的是透明聚酯鑄造樹(shù)脂，因?yàn)楹鼙?，所以在凝固前能涂遍整個(gè)復(fù)雜的零件。混合后約5分鐘樹(shù)脂開(kāi)始凝固，約需24小時(shí)才能干燥。為了加固強(qiáng)度，也可以在樹(shù)脂混合液中參入玻璃纖維屑，但這可能會(huì)影響表面光潔度。

使用聚酯樹(shù)脂后

我們對(duì)穿上樹(shù)脂“馬甲”的模型進(jìn)行了沖擊測(cè)試。二個(gè)完全相同的模型，出自相同的打印機(jī)，采用相同的配置和打印材料。唯一的區(qū)別是一個(gè)涂抹了樹(shù)脂，另一個(gè)“全裸”。穿馬甲的沒(méi)有破損；未經(jīng)處理的零件摔壞了五六處。以后，我們會(huì)繼續(xù)采用這種技術(shù)加固零件

3.2 碳纖維/玻璃纖維層壓

有些零件適合采用碳/玻璃纖維層壓。這種方式不適于復(fù)雜模型，因?yàn)榱慵砻嫱耆焕w維網(wǎng)包裹。它特別適合無(wú)孔或無(wú)間隙的模型。一旦零件被纖維網(wǎng)包裹，環(huán)氧樹(shù)脂或聚酯樹(shù)脂涂抹于網(wǎng)格，加固到位。謹(jǐn)記，此方法會(huì)加厚零件。

3.3 熱處理

該方法還沒(méi)經(jīng)過(guò)測(cè)試，但是我們讀過(guò)相關(guān)報(bào)道。據(jù)說(shuō)將零件置于烤箱，或用熱風(fēng)槍/噴燈重新融化塑料表面，強(qiáng)化層間粘結(jié)。聽(tīng)起來(lái)挺危險(xiǎn)的，打印好的零件可能會(huì)完全融化，或者使某些部位發(fā)生扭曲/變形。如果你打算試試，建議先在較低溫度下操作（如果使用熱風(fēng)槍，那么先離原點(diǎn)，再逐漸靠近）。

鑄模

4.1 石膏鑄件

ABS或PLA材料打印的模型可用于鑄模，可以進(jìn)行熔模（失蠟）鑄造。具體操作如下，打印后，用熟石膏鑄件。然后，在230℃以上的爐子里加熱石膏模型，以移除塑料模型。接著向模腔中注入熔融金屬或塑料，待其沉淀。最后，用錘子敲破模具，沖洗掉過(guò)量的石膏。別忘記，嘗試用這種方法時(shí)，零件會(huì)略微縮小，所以你需要把模型放大2-3％。

設(shè)計(jì)，填充->加熱、旋轉(zhuǎn)->冷卻、打開(kāi)

4.2 滾塑加工

另一選擇是用石膏或硅氧烷模具，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)塑模。滾塑加工的好處是在冷卻后整體上形成單晶體結(jié)構(gòu)。

向模型腔內(nèi)注入熔化的塑料/金屬，合模并在2軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，形成中空。有許多小型/臺(tái)式的滾塑機(jī)，或者你可以自制一臺(tái)。常見(jiàn)的桌面滾塑機(jī)有一個(gè)中心水平旋轉(zhuǎn)的X軸，固定于Y或Z軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)身上。

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