ChiTuBox支撑设置(第一期) | 打印成功率与支撑的一些关系

我们发现,对于大多数“上拉式” LCD(立体光固化成型)型3D打印机初学者来说,有一个通病。就是在3D打印时,在成型平台上只打印出支撑,而没有模型。今天,我们将探讨在使用LCD 3D打印机时,这一非常常见的问题。这个问题对于初学者来说比较常见,但是对于一些有经验的3D打印用户来说,也并不少见。


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通过了解这种现象的潜在原因,我们可以很容易地采用简单的技巧来解决这个问题。现在,让我们更详细地讨论一下。

为什么需要支撑?

在深入研究这个主题之前,我们首先要讨论一下为什么要在使用光固化3D打印机时添加支撑。有一些细节,值得了解一下。这些并非全部,但根据我们的研究,我们列出了最重要的一些。

悬空情况。很明显,需要支撑。这在大多数3D打印中都很常见,不仅是光固化。

一些底部是特有的几何体。模型底层过度固化是很常见的,这样是为了更好地粘附在成型平台上。然而,由于增加曝光时间,成型质量会有差异。为了避免这些问题,一般抬升模型并添加支撑,也防止取模型时破坏模型底部。

打印方向变换时保持截面面积均匀。保持层面横截面积的均匀过渡是十分重要的。这将有助于避免明显的层纹。支撑横截面的增加有助于减缓面积突变所带来的不利影响,同时也有利于成型时更稳固

合适的摆放角度。热门的“上拉式” 式打印机,如Form 2,Anycubic Photon,Wanhao,Peopoly Moai,都有FEP(全氟乙烯丙烯共聚物)或PDMS(聚二甲基硅氧烷)树脂托盘。每层固化后,FEP或PDMS产生的分离力会对模型施加较高的拉力。这可能导致各种变形,尺寸错误,故障等。通过选择合适的摆放角度和添加更精细的支撑点,就可以减少失败的可能。


所以,当你把所有的因素都考虑进去的时候,你就可能会在模型周围生成一系列支撑。



潜在风险及问题

在前面提到的技巧中,即使将整个模型都放置在支撑上也会存在潜在的失败风险。除了与单个支撑相关的许多参数外,关键参数通常是支撑头的直径和嵌入深度。


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支撑头直径(通常小于0.3毫米)较小,更容易地拆除支撑,并在表面留下更少的痕迹,但也更脆弱。相反,较粗的支撑头(通常大于0.4 – 0.5毫米)强度更大,但拆除后会留下更多明显的痕迹。支撑头的大小设置通常取决于模型本身,即从FEP膜上对新生成打印层面的剥离操作。剥离过程中出现的力非常大。它们在很大程度上取决于层面的横截面积:面积越大,剥离的力越大,支撑头一般直径也越大。

如果从FEP膜上剥离打印模型时,剥离的力比将模型固定在支撑上的力要大得多,那么这样就失败了。要记住,3D打印过程中,模型是通过逐层叠加成型的,有的时候可能会有及千层,每一层都会对之前打印的所有层面施加一定的压力。见下图。

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这就是我们要避免的。再看一些可能的解决方案。

打印成功率与支撑的一些关系

基于前面提到的这些问题成因,很自然地就能想到可能的方法来解决这个问题。可以认为,增加支撑的密度或支撑头直径有助于避免打印失败。这在一定程度上是正确的,但答案没有那么简单。

值得一提的是,大多数人基于过去的经验和个人喜好,选择自己的方式。这里没有通用或真理似的方法。每一个3D打印模型都有些许差异,需要细心的分析才能获得高成功率。因此,我们也将分享我们的经验和可行的建议。但是,这些也需要自我甄别,以适用于不同的情况。让我们从不同的角度来看解决方案。

1. 较粗的支撑头

我们通常推荐较粗的支撑头,即平均0.4-0.5毫米左右,而不是较细的(通常为0.2-0.3毫米)。根据我们的经验,如果想要用较高的抬升速度快速打印,用更粗的支撑头更稳妥。


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然而,某些情况仍然需要较细的支撑头,比如模型有很多细小的悬空点,较粗的支撑头反而会影响接触点的成型质量。

2. 高/中度密度支撑

如果使用支撑,表面就一定会有可见的痕迹。那为什么不用更多的支撑?如果你想让表面光滑,可以打磨处理。因此,有的时候添加更多支撑,并没有给自己增加太多的打磨工作,但成功率却可以显著提高。同时,你还可以在对光滑度要求不高的表面添加更多支撑。这样一来,成功率会大大提高。不过随着密度的增加,也会增加材料的消耗,并且拆除支撑会更麻烦。


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3. 合适的支撑及切片软件

支撑的质量在很大程度上取决于你所选择的软件。像ChiTuBox这样的软件几乎允许你修改所有的支撑参数。通过设置一系列参数,你可以轻松找到最适合的支撑。目前ChiTuBox已经兼容了市面上绝大数光固化机器的切片格式。当然,你可以将加好支撑的STL导入其他软件切片。


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如果自动支撑加的不够完善,也可以手动添加支撑以保证打印成功率。

4. 相互连接的支撑

这一点经常被忽视。如果使用第三方软件,请选择那些允许你将支撑连接在一起,而不是生成单根支撑的软件,因为支撑之间的这种连接大大降低了支撑变形的几率。

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5. 考虑树脂特性


树脂的选择也是一个重要的环节。例如,选用较硬的树脂可以展现更好的模型细节,这类树脂常用于打印带有复杂细节的模型,这类模型所需的支撑,较精细和支撑头也较小。较硬的3D打印树脂在FEP膜层分离过程中不会发生严重的变形。这种刚性保证了即使模型特征再小也能被保留下来。同理,弹性材料对支撑及曝光的要求,在很多时候也区别于普通树脂。


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另一方面,具有柔韧性的树脂也有不同的需求。这种树脂在3D打印过程中,对于保留支撑和厚支撑头的弹性,将会发挥功效。此外,如果将其与相互连接的支撑结合,则可以获得可观的成功率和出色的打印质量。

6. 高质量的FEP(聚全氟乙丙烯)

最后要说的是FEP膜。新的FEP膜比已经使用了一段时间的效果更好。如果出现一些意想不到的失败,可以排查是否是损坏的FEP膜引起的。如果是高度刮伤,有雾面或扭曲,建议及时更换。同时也要记得使用硅质刮刀来清理FEP膜,避免使用任何锋利的工具。

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永远记住,最大的树脂耗费是打印失败造成的,而不是为了避免打印失败所添加一些“额外”的安全支撑。

 
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