大家好,我是阿赵。
在买3D打印机之前,一般都会很迷茫,不知道3D打印机是怎样工作的,也不知道有哪些地方需要注意。上一篇文章通过打印一个模型,完整的体验了一次FDM打印3D模型的过程。这里解释一些在3D打印里面的比较基础的概念。
一、关于打印机的一些概念
1、打印精度
在买打印机的时候,一般会留意这个打印精度的问题。比如我使用的这个打印机,官方的数据是打印精度可以达到0.1mm。
这个精度究竟是什么呢?
FDM打印技术其实就是一层一层的往上堆叠,组成一个模型。那么在一层能达到的最小高度的最小高度。从这个概念看,精度越高,每一层堆叠的高度越小,模型应该就越精细了。
实际上我们也不一定需要每次都用最高精度去打印,比如一般切片软件里面会有设置、
这里可以看看,最高精度0.12mm大概是什么一种感觉。
这个模型就是用0.12mm精度打印的,从远处看,效果还算过得去。
拉近一看,会看到模型上面有很多横纹,这些就是所谓的层纹了。喷头把材料融化成的细线,一层一层的往上打,在层与层之间就形成了这些纹。然后看到模型的嘴和下巴有些毛毛,那些其实就是打印时候的线了,因为某些原因,有些线没有落在它应该在的地方,这样其实也可以看出,打印的时候线的确已经很细了。
这个精度,一般已经是FDM技术的极限了。其他家用的打印机,比如SLA光固化技术,它的精度会更高,号称可以达到0.05mm。
2、打印速度
买3D打印机,一般来说会考虑打印速度问题。我想打印一个模型,需要多长时间呢?
刚才看到了打印精度,我们可以理解,当我们打印模型的时候,喷头是一圈一圈的在画圆,然后一层一层的挤出材料。比如打印一个半圆球。
如果精度越高,每层就越短,那么打印的层数就会越多,需要的时间就越长了。
FDM打印技术靠着一个或者两个喷头,不停的移动,不停的挤出材料,那么移动的距离越长,模型的横截面越大,那么打印的速度也就越慢。
根据我自己的经验,使用0.12mm这样的精度,一般打印一个12cm高的角色模型,就需要差不多20个小时左右了。
这一点,SLA光固化技术就快很多,因为光固化技术是整个截面一起固化的,不需要喷头的来回运动,所以不需要考虑模型的横截面大小,只需要考虑模型高度就可以了。如果再把模型拆分一下,多个部件同时打印在一个版面,那么SLA就更快了。
FDM最好是不要考虑多个部件一起打印,一般会因为附着、支撑和喷头移动时间过长而打印失败的。而且也不会变快,因为打印多个部件还是靠一个喷头来回移动而已。
3、尺寸
买打印机,一般还会考虑打印尺寸的问题。
网上买的龙珠手办模型,一般是18cm到25cm高度。如果我也想打印一个一样的手办,要买多大的打印机呢?
我现在用的打印机,尺寸是这样的:
这就说明了,我这个打印机最大能打印差不多17cm高的模型。
那么问题来了,是不是用我这台打印机,就不能打印更大的模型呢?
其实是可以的。
这是我用这台打印机打印过的最大的一组模型,高度有40CM。从我上面的图片应该就能看出来,只需要把模型的各个部分分别打印,最终组合在一起,就能得到尺寸很大的模型了。比如这个布欧的脚,就有差不多17cm了。
二、关于打印的一些概念
1、壁厚和填充密度
在没有打印过模型的时候,很多人都会有这样一个疑问,我们打印一个模型,究竟是实心还是空心的呢?
答案是,实心空心都可以,看你的需要。
这里有2个概念,一个是壁厚,一个是填充密度。
这里拿一个打印到一半的模型来看看内部结构。
1.壁厚
顾名思义就是外壁的厚度了,希望模型的外壳有多厚,就可以设置多厚的壁厚。
2.填充密度
就是在模型的内部,我们希望它填充多少内容。
比如可以选择10%,那么打印机就会在内部通过一定规则的走线,比如三角形、六角形、网格等,对模型进行10%的填充。
当然也可以选择100%,那么整个模型的内部就会全部被填充。
具体需要填充多少,是根据实际情况的。比如我们只是打印一个封闭的模型,模型的内部是完全看不到的,那么出于省打印材料、省打印时间,我们都是只填充10%-30%左右就够了。但如果是透明材料,看得到内部结构的,那么一般来说就要100%填充了,不然会看到内部的三角形、六角形之类,那么模型就不透明了。
2、支撑和附着层
很多朋友的模型打印不出来,是和这个支撑和附着层的设置有关系的。
1.支撑
打印模型是从下往上打印的,而上图模型的红框内的位置,明显下面是没有任何东西的,如果到了由模型的地方喷头直接挤出材料,那么由于重力的原因,材料并不会停留在空中,而是直接就掉落在平台上了。
所以,如果想打印悬空的部分,我们需要在下面添加支撑,比如这样:
支撑并不是越多越好的,因为打印完成之后,支撑是需要拆除的,支撑过多,在打印的过程中连接着支撑的模型表面是非常粗糙的。而且支撑非常难拆,一个不小心,在拆支撑的时候,还很可能不小心把模型的一些细节部位给弄断。
所以我对支撑是又爱又恨。什么情况下需要添加支撑,这是一个需要经验判断的事情。并不是所有往下悬空的地方都需要添加支撑的,比如一个圆球,一层一层的打印,由于每一层都往外扩一点点,实际上不需要支撑也能打印得出来。
在网上看到一种介绍,说可以使用双喷头的打印机,一个喷头用来打印模型,另外一个喷头用水溶性材料打印支撑。这样打印完之后,把模型泡水里面,支撑就自己融掉了。不过我没有双喷头的机器,所以没有试过是否可行。
2.附着层
为什么需要附着层?因为喷头挤出材料的时候,温度很高,刚刚粘在平台的时候,会粘得比较紧,但过一段时间冷却了之后,其实模型和平台接触的地方,会变得不那么牢固。如果底部松了,上面打印模型就会变得不准,甚至会歪。添加附着层,其实是为了增加模型底部和平台接触的面积,让模型更牢固的粘在平台上。
附着层和支撑一样,都不是原模型的一部分,打印完之后也是需要拆掉的。
每个模型的情况不一样,具体需要设置多大的附着层,也是一个需要经验判断的事情。附着层越大越厚,模型打印的时候就越稳,同样道理,拆的时候就越艰难,打印的时间也越长。
3、不同材料的适配
一开始使用FDM打印机的时候,以为只有一种打印材料,叫做PLA材料。后来渐渐知道了,不同的材料的特性不一样,除了PLA,还有ABS、PETG、TPU等多种材料可以选择。
不过不是所有打印机都可以支持所有的材料的,具体能打印哪些材料,要查询一下自己打印机的说明书。
不同打印材料,对于温度的设置、打印速度的设置都是不一样的,之后有机会的话,再考虑写一篇专门介绍的文章吧。