FDM类型3D打印机的打印精度有理论上那么高吗?

tianzao   2017-04-05 14:37:32

FDM周边与精度相关因素


熔融层积成型技术也就是FDM,采用步进机前后左右移动,成型平台向下移动的方式制造成品,材料统称线材(FDM机型使用的材料一般做成“线”型)所以在这个过程中,步进机、线材、喷嘴扮演着十分重要的角色。步进机移动的快慢、喷嘴喷射被融化的线材的速度等都可能对精度产生影响。甚至,3D打印行业有个悖论“精度和速度不能得兼”。


有个3D打印精度的说法,类似2D打印中的打印质量,主要看打印出来的物体在各个方面的综合表现。3D打印精度跟层厚有关,甚至层厚厚的话,成品有可能在打印支撑的时候失败,也就是走线或者物体外面也有填充完整,致使整体美观度和实用度。所以与其说精度,倒不如把精度看成层厚。现在关于层厚能够达到的程度有多种说法,大抵为0.1mm、0.2mm、0.025mm。你觉得在实际使用过程中,打印层厚能够达到多少?


实践检验真理


理论上,层厚跟喷嘴的半径有关,也和步进机移动的速度有关,但最关键的因素在于计算的精细度。和开源购买的零件自己DIY一台3D打印机相比,正规3D打印厂商生产的3D打印机的精度要高。然而有些FDM机型厂商在精度方面都有些建树,甚至能做到0.025mm。不过厂商宣传是一方面,能否达到这个精度另当别论了。小编认为,FDM机型能够达到0.2mm的精度比较合常理,而0.1mm,甚至更小的层厚,则我们需要半径更小的挤出头。


由于能否达到这个精度,理论上只要挤出机的半径达到之后就行了。但这是理论上的,实际使用过程中,还存在其他的附加条件,例如线材过细容易断开、打印时间过长而无法保证打印的连贯性等等,这些都是遇到的问题。关于3D打印机的精度高不高,那我们只能自己尝试了,毕竟实践是检验真理的唯一标准。关于“试试”,笔者倒是有一些可供参考的方法。

三种方法供参考


对比是屡试不爽的方法之一,一般情况下,3D打印机厂商都会配置一款专门用于调节模型大小、方位,设置层厚或者速度的桌面软件,在操作软件下,用户可以将模型格式改为Gcode格式,以便于3D打印机读取。也就是在桌面软件下,用户可以将层厚0.1mm、层厚0.2mm、层厚0.025mm的物体打印出来,打印出来的物体可以做对比,如果有差别那就是精细度高。


3D打印难度大的物体也是一种方式,建议镂空的物体或者打印存在支撑的物体。我们知道,倾斜、内部空心的物体,3D打印机必须打印些许支撑,方能使整个物体打印完整。如果精度度不高的话,镂空物体或者支撑物体很有可能走样,这也是一种考验精细度的一种方式。


FDM 3D打印机的悖论


前文提及,FDM机型有个悖论:速度和精度不能得兼。一方面,当精度高的时候,喷头描述物质比较细致,步进机移动的速度就会减缓,所以一般打印都会需要大家的耐心等待,而在这个过程中,用户不得不担心的问题就是线材断了或者线材堵头,最后导致整个打印的失败。也就是说,精度高的3D打印一般消耗的时间长,速度慢。


当速度快的时候,步进机和喷头并不能很好的描述打印的物体,以致造成物体走丝现象严重,甚至出现缺一块、多一块的现象,显然这样的3D打印并不是完美的,成型精度大大折扣。所以,业内一直在讨论如何在不影响速度的情况下提高打印的精度和如何在保证精度的情况下提高速度,显然研究第二种的比较多。

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