分享 CHITUBOX實驗室(2) | 拉拔產生的Z軸紋路如何消除
CHITUBOX實驗室又來啦！上一期，我們分享了空心密封模型直接拉拔對成型品質的影響，在列印一款驗證公差配合的瓶子和瓶蓋模型時，在表面出現了明顯的未固化現象，在逐步的排查中，證明影響最大的因素是空心密封拉拔。
在上一期的文尾，我們留下了如上圖所示的兩張圖片。在圖1的藍色虛線框選處，可以看到，因拉拔力造成明顯的Z軸紋路，甚至出現層面偏移；而圖2中藍色虛線位置處，同樣有明顯的Z軸紋路，在清洗後依舊清晰可見。 造成這種紋路的罪魁禍首就是拉拔力/離型力，但是在上拉式的光固化3D列印中，這種拉拔力/離型力是無法避免的。為什麼這麼說呢？首先我們來再次瞭解下上拉式3D列印中的脫膜過程：
脫膜過程相關幾個元素包含了：成型平臺、料槽、樹脂以及離型膜。這個過程解釋起來，並不複雜，SLA/DLP/LCD可能略有差異，但基本都是大同小異的：
- 成型平臺及模型下降浸入液體樹脂；
- 光源固化光敏樹脂，固化的層面粘黏在前一層固化的層面和離型膜之間；
- 成型平臺上拉，模型和離型膜分離；
- 成型平臺下降，繼續重複動作，固化新的一層。
在模型和離型膜分離的過程中，拉拔力/離型力就隨之產生了。那麼這個拉拔力/離型力如何理解呢?
有一個Stefan公式剛好能說明這個問題：
拉拔力/離型力=3π*樹脂黏度*離型速度*新成型層面半徑^4/2*新成型層面與離型膜高度距離^3
這個公式不需要理解的太深入，顧名思義就可以知道，樹脂黏度、離型速度、新成型層面半徑、新成型層面與離型膜高度距離都會影響到拉拔力/離型力的大小。 其實這個理解起來也不難，樹脂黏度可以想像成，把物體從水裡和沼澤里拉出來，因為沼澤黏度更高，需要拉出來的力度自然越大。離型速度也好理解，吸盤吸在玻璃上，拔的越猛，吸附的越強。需要注意的是，新成型層面半徑的成倍增長，造成的拉力不是成倍增長，而是16倍的增長！
新成型層面與離型膜高度距離也很好理解，如果這個距離夠大的話，兩個物體就完全分離了，根本不存在離型力了。而這個距離的成倍縮小，造成的拉力也不是成倍增長，而是8倍的增長！
溫馨提示：
離型膜的品質，同樣會影響拉拔力/離型力！
在弄清了Z軸紋路產生的原因，消除這個紋路就容易了。首先要知道的是，拉拔力/離型力是不可能消失的，所以可以通過以下兩個方式來消除Z軸紋路：
1. 降低拉拔力/離型力
2. 穩固模型
第一個方法可以通過調整公式裡的參數來影響拉拔力/離型力，比較有效的是更換黏度更低的樹脂，縮小模型或調整擺放角度以縮小半徑，還有就是降低抬升速度。當然也要定期檢查離型膜的磨損情況和脫膜情況，及時更換良好的離型膜。
倘若這些因素不方便調整的話，可以通過穩固模型的方式。在橫截面突變的位置（半徑較大的地方），多添加幾根支撐，以達到穩固模型的作用。 如下圖所示，在穩固模型後，Z軸紋路基本消除。
補充說明：
機器Z軸不穩定及寸動，同樣會造成Z軸紋路。
模型來源：
https://www.thingiverse.com/thing:384578