CHITUBOX實驗室(1) | 真空密封拉拔對3D列印的影響

 


 

上一期,我們分享了掌握光敏樹脂參數 | 測試樹脂曝光值,使用上期分享的方法,我們在常用的機器上,測試出一款類ABS樹脂的最佳曝光值是3s。在接下來的實測中,我們列印了一個公差配合的瓶子和瓶蓋,然而驗證效果卻與期待值大相徑庭。

 

 

在逐步排查中,我们发现对此次实测影响最大的因素是真空密封拉拔。下面就跟着小编,一起来实测下 3D打印中真空密封拉拔对打印的影响。首先我们使用机器推荐的默认抬升速度和回程速度分别是40毫米/分以及50毫米/分,来进行第一次实测。

 

 

實測 1

 

曝光時間:3s

抬升速度:40毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:3h25min

 

在第一次實測中,瓶底和蓋底均貼底,考慮到是抬升速度過快,導致拉拔力過大,直接將模型從成型平臺上拽下,故在第二次實測中,特意將抬升速度過度降低到10毫米/分,以此判斷是否為速度因素。

 

 

實測 2

 

曝光時間:3s

抬升速度:10毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:5h17min

 

可以明顯看到,抬升速度降低後,列印時間延長較多,降低速度後列印成功,但表面有過多未固化殘留,清洗後可以看到殘留使模型表面品質很差,對比底部可以明顯感受到表面品質的差距,且部分位置破裂破裂明顯。

 

 

在清洗過程中,用軟毛刷刷洗模型表面,可以洗掉很多未固化的懸浮物,用紙漏斗過濾清洗後的酒精,濾網留下了較多雜質。

 

 

綜上問題,考慮到是否為曝光不足,在第三次測試中,將曝光值提升到4s。

 

實測 3

 

曝光時間:4s

抬升速度:10毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:5h29min

 

曝光值提升到4s後,表面未固化殘留減少不明顯,清洗後表面品質較之第二次實測,略有提高,但仍有破口。考慮到樹脂並非全新樹脂,而是重複添加使用過一周以上,為判斷是否因樹脂變質影響了表面的成型,故在第四次實測時,更換了全新的樹脂。

 

 

實測 4

 

曝光時間:4s

抬升速度:10毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:5h31min

 

更換樹脂後,表明仍有未固化,用刮板可以刮起這些未固化樹脂,尤其以瓶身部分最為明顯。清洗後表面品質相對前幾次測試,會有較大提升。模型表面仍有破口。

 

 

綜上問題,還需繼續驗證曝光是否不足,故將曝光值過度調整為6s,進行第五次實測。

 

實測 5

 

曝光時間:6s

抬升速度:10毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:5h53min

 

首先可以看到的是,調整曝光值對於列印時間同樣有影響,但相對於速度而言,影響會小得多。曝光值調整為6s後,模型無破損情況,表面未固化情況有改善,但仍然比較明顯,清洗後表面品質較好,但相對於前幾次實測的公差配合鬆緊度而言,已趨於緊配合。

 

 

曝光值調整為6s時,呈現緊配合狀態,表明已開始過曝,但未固化現象並無明顯改善。考慮到是否擺放角度對這種未固化情況是否有影響,將貼底列印更換為角度擺放測試。

 

實測 6

 

曝光時間:6s

抬升速度:10毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:9h32min

 

 

測試發現,在瓶子和瓶蓋擺放為60°角度時,未固化情況仍然明顯,同時在瓶蓋位置發現一條明顯的橫向分割線。瓶蓋在列印過程中,會形成真空密封狀態,這條線剛好是從真空狀態向非真空狀態過度的分割線。為判斷這條分割線,是否會隨著擺放角度變化而變化,我們單獨列印瓶蓋,並擺放為45°。

 

 

實測 7

 

曝光時間:6s

抬升速度:10毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:5h53min

 

瓶蓋擺放為45°後,分割線位置的確相應移動,仍然出現在真空狀態向非真空狀態過度位置,未固化情況相對於60°有所改善。除該條分割線外,在上方同樣出現一條分割線。為測試消除這種真空密封狀態,未固化現象改善,我們將瓶蓋的底部進行了打洞處理。

 

 

實測 8

 

曝光時間:6s

抬升速度:20毫米/分

回程速度:50毫米/分

列印時間:5h19min

 

我們列印了一組2個瓶蓋,在一個下方開了一個5mm的洞,另一個下方開了2個3mm的洞,同時因為真空環境的消失,將抬升速度提升為20毫米/分。兩個瓶蓋並無明顯差別。分割線仍然存在,但相對改善,表面未固化現象基本消失。

 

 

結論

 

之所以一次又一次的驗證,是因為諸多因素都會影響到列印的品質。而此次的所有因素中,真空密封拉拔對列印有著較大的影響:  

1. 拉拔力過大,導致模型從成型平臺上扯下來;

2. 拉拔力過大,導致樹脂液面不平穩,使得外表面未固化情況嚴重;

3. 在面積突變的交界層面,拉拔力導致Z軸不穩定,出現明顯的分割線。 當然也可以考慮如下圖右所示,倒放模型,以避免真空密封的問題,同時要考慮擺放角度,避免在瓶蓋內螺旋卡紋處添加支撐。

 

 

細心的朋友,可能會發現部分模型還是存在一些問題,如下圖所示。因篇幅有限,下一期,我們將繼續和大家分享,這些紋路產生的原因以及如何避免出現這些紋路

 

 

模型來源:

https://www.thingiverse.com/thing:384578