與所有制造工藝類似,3D打印技術存在其特有的優缺點與局限性。當涉及制造復雜結構時,常會遇到各類技術障礙,例如材料過度擠壓、零件翹曲或"象腳"現象。本文聚焦FDM/FFF工藝中零件表面出現的氣泡或斑點問題——這些由細絲殘留形成的小點或液滴,通常出現在擠出機啟停移動路徑附近,隨著時間推移逐漸在零件表面形成污漬。
氣泡形成機制
FDM工藝中氣泡的產生涉及多因素綜合作用:
收縮效應:回縮過程中,少量細絲被拉回噴嘴內部以防止滴漏。若回縮量不足或過度、速度過慢或頻率過高,均會導致材料控制失效。
溫度影響:噴嘴溫度過高會降低材料粘度,引發細絲不受控流出;溫度過低則可能導致流動性不足。
速度波動:打印速度過快或頻繁變化會干擾層間結合,造成表面質量下降。
冷卻缺陷:層間冷卻不充分可能導致材料滑動,形成不規則堆積。
系統性解決方案
針對上述成因,可通過多維度參數調整實現優化:
1.擠出系統校準
執行E-Step校準:調整固件參數,確保擠出機精確控制每毫米細絲的擠出量。若發現實際擠出量與設定不符,可通過流量調節(控制單位時間擠出量)防止材料過剩。
維護噴嘴狀態:定期清理噴嘴內部殘留物,避免因堵塞導致的擠出不均勻。
2.回縮參數優化
速度控制:將回縮速度提高約25%,確保細絲及時脫離噴嘴,減少材料滴落。
距離調節:逐步調整回縮距離,過大可能導致噴嘴-細絲間隙引入空氣,過小則無法有效防止滴漏。建議從默認值開始以5mm為步進微調。
頻率管理:通過切片機設置"最小回縮距離"(噴嘴移動超過該閾值才觸發回縮),減少不必要的回縮動作。
3.溫濕與速度控制
溫度調控:根據材料類型調整噴嘴溫度(ABS230-260℃、PETG210-250℃、PLA190-220℃),建議以5-10℃為梯度逐步降低溫度。
速度匹配:將打印速度降至5-10mm/s(可根據材料特性微調),確保層間材料充分融合。同步啟用冷卻風扇(以10%功率為步進增強散熱),避免因冷卻不足導致的材料流動失控。
4.軟件功能應用
啟用"慣性滑行"(海岸線功能):在Cura、PrusaSlicer等切片軟件中激活該功能,通過預測噴嘴內壓力變化,在移動路徑結束前提前停止材料擠出,有效抑制終點處的材料堆積。
通過上述參數的系統性調整,可顯著改善FDM工藝中的表面氣泡問題,提升零件成型的精度與美觀度。這一過程需要結合具體材料特性與設備性能進行迭代優化,最終實現高效穩定的3D打印生產。
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