创客技术 切片处理应用实例 046.切片处理应用实例.docx

国家级职业教育创新创业教育教学资源库 一、切片处理应用实例 （一）学习目标 了解切片处理的基本过程 （二）知识平台 1. 切片处理需设置参数 对于某一款设备而言，某些参数，如喷嘴直径（激光半径）、最大成型尺寸、分辨率等是固定不变的；而对于一些参数，如层厚、温度、速度、是否设置支撑等都需要根据零件的尺寸、形状等的具体情况确定。要打印出质量好的零件，需对这些参数有一定的认知，以下将详细介绍一些通用参数的设置。 层厚 烧结层厚对制件的精度和表面光洁度影响很大，一般认为，层厚越小，精度越高、零件的表面光洁度越高，这在打印具有斜面、曲面等形状的零件时最为明显。但当切片层厚太薄时，层片之间很容易产生翘曲变形，并且切片层厚越薄，零件的加工时间越长。不同材料对层厚的要求也不一致，成型材料为丝材时，层厚一般为0.1～0.4mm，成型材料为液态树脂时，其层厚可达到16μm。 温度 此处的温度包括成型温度和预热温度。成型温度的设置与成型材料有关，如PLA材料的打印温度一般在180度至210度之间，ABS材料的打印温度在210～230度之间。 对于收缩率较大的材料，需要对打印平台进行预热处理，防止已成型的材料冷却过快，导致成型件的收缩变形。例如：在SLS系统中，预热温度是重要的工艺参数之一。粉末的预热温度直接决定了烧结深度和密度。如果预热温度太低，由于粉层冷却太快，熔化颗粒之间来不及充分润湿和互相扩散、流动，烧结体内留下入量空隙，导致烧结深度和密度大幅度下降，使成形件质量受到很大的影响。随着加热温度的提高，粉末材料导热性能变好，同时低熔点有机成分液相数增加，有利于其流动扩散和润湿，可以得到更好的层内烧结和层间烧结，使烧结深度和密度增加，从而提高成形质量。但是，若预热温度太高，又会导致部分低熔点有机物的碳化和烧损，反而降低烧结深度和密度。所以合理的预热温度不能太高也不能太低，以控制在恰好低于成型材料熔点以下的10℃～50℃左右为好。 速度 速度（打印速度或空走速度）对3D打印最直接的影响是成型时间。此外，速度对成型精度也有显著影响。成型速度过快，会使精度变差。如图4-26所示为采用FDM设备打印的蜥蜴模型，两个模型的其他参数相同，左边模型的打印速度是30mm/s，而右边的模型的打印速度为100mm/s。从图中可明显看出，速度太快，会使成型精度明显变差。 图4-26 不同速度条件下的打印效果  速度 3D打印技术的技术原理决定了原型在成型过程中必须具有支撑，3D打印工艺中所用的支撑相当于传统加工中的夹具，起固定零件的作用。是否添加支撑取决于成型件的底层能否为上一层提供支撑作用。SLS、3DP系统成型时，未成型的粉末是自然的支撑结构，而采用FDM设备成型具有悬臂结构，必须添加支撑，否则多出的截面部分发生塌陷或变形，影响零件原型的成型精度，甚至使零件不能成型。如图4-27所示，零件因在悬空部位未设置支撑，导致成型件（圆圈范围）表面粗糙，悬空的丝材较多。 2. 切片处理实例 下面将以Makerbot软件为例，详细介绍如图4-28所示的模型的切片处理过程。 切片思路 STL三维模型的尺寸为78mm×85mm×50mm，大小在工作台成型范围尺寸之内，可直接整体成型；模型主要用于外观评价，应保证原型表面质量放在首要位置，因此切片的摆放位置如上图位置为宜，且三维模型底部具有悬空结构，应在悬空位置上设置支撑结构。 Step1 双击启动图标启动软件，快捷键Ctrl+O即可打开需要切片的文件，进入如图4-29工作界面。 图4-29 MakerBot软件工作界面 Step2 单击选中模型，通过工具栏中的工具设置模型的成型位置（移动）、成型方向（旋转）、成型尺寸（缩放），将模型设置为如图4-30所示。 Step3 单击右上角的“SETTINGS”设置相关的工艺参数，具体设置如图4-31所示，并保存。 图4-31 切片工艺参数设置 Step4 点击右上角 “Export Print File”进行切片，如图4-32所示。切片完成后单击，导出.x3g文件。 图4-32 “Export Print File”切片 Makerbot软件还能预估打印所需要的时间以及耗费材料的重量，如图4-33所示。 图4-33 切片文件输入对话框