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2025-02-12 07:41:10
3D打印过程是将数字模型转化为实体物体的技术流程,涉及设计、切片、打印和后处理等多个环节。不同技术(如FDM、SLA、SLS)的步骤有所差异,但核心流程相似。以下是通用3D打印过程的详细说明:
模型设计建模软件:使用CAD工具(如SolidWorks、Fusion 360)或三维扫描生成数字模型(.STL/.OBJ格式)。设计优化:检查壁厚(≥0.8mm,避免过薄断裂)。封闭模型(确保无孔洞或非流形边)。拆分复杂结构为可组装部件(适配打印尺寸限制)。
材料与设备选择材料:根据需求选择塑料(PLA/ABS)、树脂、金属粉末等。打印机校准:调平打印平台(FDM)、校准光强(SLA)、预热粉末床(SLS)。
切片软件(如Cura、PrusaSlicer、Chitubox)导入模型:调整摆放角度(减少支撑需求)。分层处理:将模型切割为逐层打印的2D切片(层厚0.05~0.3mm)。
关键参数设置参数FDM示例SLA示例SLS示例层高0.1~0.3mm0.025~0.1mm0.06~0.15mm填充密度10%~100%实心或空心100%实心(粉末熔融)支撑结构必要(悬空>45°)必要(悬空>30°)无需支撑温度喷嘴200~250°C树脂温度25~30°C粉末床预热80-100°C
步骤:材料(线材)通过加热喷嘴挤出,逐层堆积。打印头按路径移动,冷却后固化成型。
关键点:第一层附着力:平台加热(60°C for PLA)或涂胶(如美纹纸、固体胶)。冷却风扇控制:防止悬垂部位软化变形。
步骤:紫外光源(激光/投影)照射液态树脂,逐层固化。平台逐层抬升,未固化树脂回流补充。
关键点:离型力控制:避免模型与树脂槽粘连(需涂抹硅油或使用柔性离型膜)。
步骤:激光扫描粉末床,烧结尼龙/金属粉末成型。粉末床下降,新粉末层铺平,循环至完成。
关键点:粉末回收率:未烧结粉末可重复使用(需筛分去除结块)。
拆除支撑FDM:钳子或刀片切除,打磨接合处。SLA:酒精浸泡后轻掰支撑,超声波清洗残留树脂。SLS:刷除/气枪清理松散粉末。
表面处理技术处理方法效果FDM砂纸打磨(400~2000目)消除层纹,提升光滑度SLA二次紫外线固化+抛光透明件透光率>90%SLS喷砂(玻璃珠/核桃砂)均匀哑光表面
功能增强化学平滑:ABS可用丙酮蒸汽熏蒸(仅限密闭环境)。涂层处理:喷漆(哑光/金属质感)、电镀(导电/装饰)。
问题 | 可能原因 | 解决方法 |
---|---|---|
层间开裂 | 温度不均或层粘合力不足 | 提高打印温度,降低冷却风扇速度 |
支撑残留痕迹 | 支撑接触点过密或拆除不当 | 优化支撑密度,使用可溶性支撑 |
模型翘曲 | 热应力收缩(FDM) | 加热打印平台,使用底筏(Raft) |
细节丢失 | 层厚过大或曝光不足(SLA) | 降低层厚,增加单层曝光时间 |
技术 | 速度 | 精度 | 材料成本 | 最佳用途 |
---|---|---|---|---|
FDM | 中 | 低-中 | 低 | 功能原型、教育模型 |
SLA | 慢 | 高 | 中-高 | 精密零件、医疗模型 |
SLS | 快 | 中-高 | 高 | 复杂结构、工业功能件 |
通风:树脂/尼龙粉末释放VOCs,需在通风环境操作。
防护:佩戴手套(防树脂/高温)、护目镜(防紫外光)。
设备维护:定期清理喷嘴(FDM)、更换树脂槽膜(SLA)。
通过合理规划打印参数和后处理流程,3D打印可实现从概念设计到功能产品的快速转化。对于初次尝试者,建议从FDM技术入门,逐步掌握切片软件和材料特性,再拓展至高精度或工业级应用。