如何增強光固化3D列印模型強度?

 


 

對於有些模型來說,強度會是其實際應用中重要的考慮元素之一。強度確保模型在使用或者存放的過程中,堅固耐用,不至於隨著時間的推移而破裂。雖然有些模型原本的強度不高,但合理的方法可以使其強度增強。下面,我們就來探討下如何增強光固化3D列印模型強度。

 

 

填充密度


對於鏤空的模型來說,最顯而易見的增強強度方式就是增加填充密度。在CHITUBOX切片設置——填充下拉選項中,選擇“網格3d”,會出現“填充密度”參數,這裡可以設置從0%-100%的填充密度,0%就是無填充,100%就是實心。

 

在CHITUBOX切片預覽模式下,以下圖填充密度15%和35%對比,我們可以很清楚的判斷自己所需的填充密度。

 

填充密度15%

 

填充密度35%

 

壁厚


除了填充密度外,壁厚也會影響到模型強度。當模型壁厚太薄時,就會出現很多列印品質的問題。模型任何部位的最小壁厚很大程度都取決於模型整體的尺寸和設計。

 

左:壁厚5mm    右:壁厚2mm

 

最小壁厚指的是在某種列印材料及列印技術下,模型能被列印成功的最小壁厚。對於樹脂3D列印來說,最好將壁厚設置在2mm以上。當然,模型尺寸越大,所需最小壁厚也越大。

 

延伸閱讀:

樹脂3D列印,壁厚如何設置?

 

樹脂特性


3D列印用光敏樹脂主要採用的是自由基聚合的丙烯酸酯體系,細分的光敏樹脂材料根據配方或者製作方式的不同呈現出不同的性能,同時適合應用於不同的領域。

 

 

針對光敏樹脂強度不足,容易斷裂的缺點,許多公司開始生產更強硬、更耐用的樹脂。高強樹脂具有與ABS相媲美的強度,此類材料在強度和伸長率之間取得了一種平衡,使3D列印的產品擁有更好的抗衝擊性和強度,適用於汽車、工業和消費品產品製造。

 

擺放方向


將3D列印模型平行放於成型平臺上,這個時候的強度是最大的,也就是說模型在XY方向的強度遠大於Z方向。垂直方向的力會沿著層紋去劈裂模型,但水準方向的力一般來說卻是沿著紋路把負重分佈開。可以把它當做木頭紋理來理解,從垂直方向很容易劈開木頭,但從水準方向就很難。

後處理


雖然模型已經成型,但表面仍然比較黏並且相對較軟。在列印完成時,他們通常沒有反應完全與固化,所以需要二次固化來完成未完成的反應。這也是美學和機械性能變化的主要原因。二次固化可以改善諸如應變模數、強度和穩定性等材料特性。固化後的模型表面更加堅硬與乾燥,這使得它們更容易打磨和噴漆。

 

 

模型來源:

https://www.thingiverse.com/thing:2767170

https://www.myminifactory.com/cn/object/3d-print-the-dark-knight-bust-90339