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關于3D打印中的壁厚,你知道多少? 

2024-01-09 14:13
在3D打印中,無論使用哪種技術,都有可能掉進各種“陷阱”導致零件無法達到預期效果。其中一個非常重要但經(jīng)常被忽視的因素就是:壁厚。

壁厚是指3D打印部件外壁或外殼(不包括頂部和底部)的厚度,不能與填充層或?qū)痈呋煜?。與內(nèi)部結構的堅固程度不同(通常由百分比和模式定義),壁厚對確保部件的穩(wěn)定性和強度起著至關重要的作用,但最小壁厚應該是多少?用戶如何知道自己的設置是否正確?
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為什么壁厚在3D打印中很重要?

那3D打印有這么多不同的參數(shù)需要跟蹤,其中壁厚這個參數(shù)不僅影響零件美觀度,還影響著強度和耐用性。如果壁厚太薄或太厚,零件可能無法達到預期效果。事實上,對于最終3D打印零件的質(zhì)量而言,它甚至比填充物更重要。

與許多3D打印機參數(shù)優(yōu)化一樣,擁有正確壁厚的主要優(yōu)勢之一是有助于防止翹曲。一般來說,壁厚太薄的危險在于部件會變得脆弱,因此在打印過程中或打印后更容易斷裂、開裂或變形。

太薄的墻壁也會受到后期處理的負面影響,特別是在使用支撐結構或需要進行蒸汽平滑等工序的情況下,薄壁將無法維持。在這種情況下,確保達到材料的最低要求極為重要。
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壁厚是指3D打印部件的外殼,不能與內(nèi)部填充物混淆

如果壁厚特別厚,就會浪費材料和成本,完成打印所需的時間也會更長。同樣,也會產(chǎn)生其他影響。例如,足夠厚的內(nèi)壁對于減少內(nèi)應力至關重要,但對于某些材料(如金屬)來說,過多的材料也會導致更大的內(nèi)應力。這也會導致塑料零件開裂。太厚的壁也會造成零件散熱問題。此外,壁越厚,打印的材料收縮率就越高,這也會導致翹曲。

如何確定壁厚?

就如上面所說到的,壁厚是指3D打印部件的外殼厚度,而壁薄和壁厚都會導致問題。這是所有3D打印過程中的一個關鍵因素,尤其是FDM 3D打印。不過需要注意的是,厚度與材料有關,而不是與工藝有關。

這意味著,用戶必須牢記最低和最高要求。例如,PLA等材料的最小壁厚為0.8毫米(雖然在某些情況下可能會更?。?,但理想的壁厚接近1.5毫米。許多其他硬質(zhì)材料的壁厚也類似這個范圍。不過,TPU等橡膠類材料的壁厚必須更高,約2.0毫米。

這里有幾個小技巧給到大家,尤其是在使用 FDM 3D 打印機確定壁厚時。這些技巧主要與噴嘴有關,壁厚的一個常見決定因素是噴嘴直徑的倍數(shù)。
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在FDM和FGF 3D打印中,噴嘴直徑將有助于確定壁厚

由于FDM打印的大多數(shù)噴嘴約為0.4mm,因此許多噴嘴建議壁厚至少為0.8mm或約為噴嘴的兩倍。如果您還想獲得更堅固的零件,可以將倍數(shù)增加到三到四倍,即大約1.2毫米到1.6 毫米。但要注意的是,通常警告不要超過這個厚度,許多常見塑料材料的“神奇范圍”在0.8到1.6毫米之間。

還有一點需要注意的是,盡量將噴嘴的倍數(shù)保持為整數(shù)。如果您嘗試將壁厚設定為噴嘴的1.5倍,就會導致外壁層重疊,從而減慢3D打印速度。

3D打印中的壁厚輔助工具

當然,確保一致和適當?shù)谋诤癫⒉皇且粋€工具就能做到。并非所有三維建模軟件都會考慮壁厚,因此用戶需要在設計之初就牢記這一點。在此,切片機可以再次出手相救,其通常具有確保設計中沒有太薄壁的功能,這對于在打印前發(fā)現(xiàn)這些問題至關重要。

但盡管有這些建議,有時打印壁可能比噴嘴直徑的兩倍還要薄,這也是切片機的用武之地。對于精細的細節(jié)或字母,現(xiàn)代切片機中的“檢測精細特征”參數(shù)允許用戶打印與噴嘴直徑一樣薄的壁。花瓶模式是另一個參數(shù),可打印出與打印機噴嘴直徑等寬的墻壁,因為這一功能(即花瓶模式)可使打印機在單個連續(xù)擠出中打印出花瓶狀物體,從而產(chǎn)生防水打印。

此外,壁厚也可以根據(jù)支撐結構等因素進行調(diào)整。如果您的部件有許多支撐結構,特別是在可能特別脆弱的區(qū)域,則可以使用較薄的壁材(PS:太薄的壁材也很難去除這些結構),因為這些其他因素有助于增強部件的強度。此外,具有更高分辨率的打印機將能夠創(chuàng)建更薄壁的部件,但同樣也要注意最低要求。

注:本文由TCT亞洲視角編譯。
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