FDM 3D打印精度是什么?如何提升?
在3D打印的快速發(fā)展領(lǐng)域中,F(xiàn)DM(熔融沉積成型)技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步。從早期的打印精度0.5毫米左右,到如今頂級(jí)的工業(yè)級(jí)FDM打印機(jī)可以達(dá)到驚人的0.05毫米的分辨率。我們已經(jīng)看到了顯著的飛躍。FDM 3D打印的分辨率到底指的是什么?本文將帶你深入了解3D打印FDM精度的概念以及背后的決定因素。
什么是FDM 3D打印精度(分辨率)?
FDM 3D打印機(jī)因其較低的門檻和親民的價(jià)格,已在3D愛好者和手工藝愛好者中流行起來。在選購3D打印機(jī)時(shí),常聽到的一個(gè)問題是,這款打印機(jī)的精度如何?3D打印機(jī)的精度是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),它直接影響到打印物體的質(zhì)量。
簡單來說,3D打印機(jī)的分辨率是打印機(jī)能達(dá)到的細(xì)節(jié)水平。在FDM 3D打印中,它是打印機(jī)在X,Y和Z方向上的最小移動(dòng)距離。它通常以微米為單位測(cè)量——數(shù)字越小,分辨率越高,可以打印的細(xì)節(jié)就越精細(xì)。
在這里,我們必須提到FDM 3D打印技術(shù)的工作原理。首先,F(xiàn)DM 3D打印機(jī)將熱塑性材料從線軸中引入加熱模塊和噴嘴,使材料熔化。然后,打印機(jī)的電腦控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的3D模型設(shè)計(jì),控制噴嘴在X和Y軸(也就是水平面)上按照特定路徑移動(dòng),擠出熔化的材料。這個(gè)過程就像擠奶油一樣,一層層地堆積在工作臺(tái)上。每當(dāng)一層完成后,工作臺(tái)就會(huì)沿Z軸(也就是縱向)移動(dòng)一個(gè)預(yù)設(shè)的距離,為下一層的打印騰出空間。然后,噴嘴開始擠出下一層的材料,這一層會(huì)緊密地附著在前一層的表面上。通過這種方式,打印機(jī)可以逐層構(gòu)建出復(fù)雜的三維模型。
1. 水平分辨率
FDM 3D打印的水平分辨率主要由步進(jìn)電機(jī)的精度決定,它控制著打印頭(或床)能夠移動(dòng)的微小程度。X/Y皮帶上的齒的大小或精細(xì)度也可以影響分辨率,只要齒與步進(jìn)電機(jī)上的齒輪理想地配合,這種影響通常是最小的。
在打印需要精確配合的部件時(shí),XY分辨率顯得尤為重要。較高的XY分辨率能確保部件按照3D模型中設(shè)定的精確尺寸進(jìn)行打印,從而實(shí)現(xiàn)部件之間的完美匹配。
2. 垂直分辨率
垂直分辨率,通常被稱為層高,在FDM 3D打印中主要受噴嘴直徑和控制構(gòu)建平臺(tái)(或打印頭)沿Z軸移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)的精度的影響。
噴嘴直徑:噴嘴是3D打印機(jī)的一部分,它將熔化的絲材擠壓到打印平臺(tái)上。噴嘴的直徑?jīng)Q定了它擠出的絲材的厚度。較小的噴嘴直徑將擠出較細(xì)的絲材,這允許更薄的層,因此層高更小。相反,較大的噴嘴直徑將擠出較厚的絲材,導(dǎo)致層厚度大,層高大。
3. 步進(jìn)電機(jī)的精度:
步進(jìn)電機(jī)負(fù)責(zé)沿Z軸上下移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)(或打印頭)。步進(jìn)電機(jī)的精度決定了它可以走多小的步,這反過來決定了打印機(jī)可以達(dá)到的最小層高。精度更高的步進(jìn)電機(jī)可以走更小的步,允許更小的層高。
較小的層高(更高的分辨率)將導(dǎo)致表面更光滑,細(xì)節(jié)更豐富,因?yàn)閷痈。虼烁灰滓姟_@在打印具有曲面或傾斜表面的物體時(shí)尤其重要,因?yàn)檩^小的層高將更準(zhǔn)確地再現(xiàn)這些形狀。
然而,較小的層高也意味著需要更多的層來打印物體,這可能會(huì)顯著增加打印時(shí)間。因此,在選擇層高時(shí),重要的是在打印質(zhì)量和打印速度之間找到平衡。
在當(dāng)前的3D打印領(lǐng)域,F(xiàn)DM 3D打印機(jī)主要分為工業(yè)級(jí)和桌面級(jí)兩種。工業(yè)級(jí)打印機(jī),如汽車、航空航天和制造業(yè)所使用的,通常采用PEEK等高溫耐受的絲材,用于打印大型部件,其分辨率在50-250微米。相對(duì)而言,桌面級(jí)打印機(jī)則更適用于個(gè)人、教育和小型企業(yè)領(lǐng)域,主要打印中小型物體,其分辨率在100-300微米。
以漢印F210為例,這是一款非常適合教學(xué)機(jī)構(gòu)和手工愛好者使用的入門級(jí)3D打印機(jī)。用戶只需簡單導(dǎo)入3D模型文件,這款高精度3D打印機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)各種3D打印,包括個(gè)性化的藝術(shù)品、各類模型、教學(xué)輔助工具、定制零件等。
漢印F210采用全金屬一體式機(jī)身設(shè)計(jì)和穩(wěn)定的龍門架結(jié)構(gòu),打印精度高達(dá)200微米,能滿足用戶的各種3D打印需求。此外,它的操作簡便,全新的UI顯示屏使操作設(shè)置一目了然,采用的晶格玻璃板粘性強(qiáng),打印模型不易翹邊,還可實(shí)現(xiàn)手工快速取模。
相比市面上的基礎(chǔ)款3D打印機(jī),這款進(jìn)階款的F210還配備了智能保護(hù)系統(tǒng),支持?jǐn)嗔蠙z測(cè)和斷電續(xù)打,能有效減少因缺料造成的時(shí)間浪費(fèi)以及設(shè)備空打的情況。
F210支持直徑1.75mm的PLA、TEPG、TPU等線材,在日常生活中,熱愛DIY創(chuàng)作的用戶可以用它打印家居用品,如瓶蓋、鉤子、手機(jī)支架等。而在教育領(lǐng)域,教師和學(xué)生可以直觀地操作這臺(tái)3D打印機(jī)將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型,使學(xué)習(xí)過程更加生動(dòng)有趣,激發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)造力。
如何提升FDM 3D打印機(jī)的分辨率
在3D打印的世界中,打印精度直接影響著打印出來的模型的質(zhì)量和細(xì)節(jié)。那么,如何提升打印精度呢?這并不僅僅是一個(gè)簡單的問題,而是需要我們從多個(gè)角度和方面去考慮和調(diào)整。
1. 印機(jī)本身的精度
首先,我們需要關(guān)注的是打印機(jī)自身的精度。這包括了3D打印機(jī)的制造和裝配精度,以及在操作過程中的穩(wěn)定性。這些因素都可能會(huì)對(duì)最終的打印精度產(chǎn)生影響。打印機(jī)的精度主要由其機(jī)械部件的精確度和穩(wěn)定性決定,尤其是那些負(fù)責(zé)移動(dòng)的部件。
2. 分層厚度(層高)
其次是分層厚度。FDM 3D打印的每一層都具有一定的層高厚度,這可能會(huì)在打印物體的表面產(chǎn)生明顯的臺(tái)階紋,層高越大就越顯著,這將直接影響打印物體的尺寸精度和表面粗糙度。雖然在FDM打印中無法完全消除這些臺(tái)階紋,但可以通過調(diào)試設(shè)置較小的層高來減少它們的可見性,從而達(dá)到美觀效果。
3. 噴嘴的直徑和溫度
再者,我們需要考慮的是噴嘴的直徑和溫度。噴嘴的直徑?jīng)Q定了擠出的絲材的寬度,這可以影響打印的精度。較大直徑的噴嘴會(huì)導(dǎo)致層高更厚,打印速度更快,但打印更粗糙。相反,較小直徑的噴嘴可以生產(chǎn)更精細(xì)的打印,盡管速度較慢。噴嘴的溫度影響絲材的粘附性,堆疊性能和流速。確保噴嘴溫度不過低或過高很重要。低溫會(huì)增加材料的粘度,減慢擠出速度。相反,高溫使材料更像液體,降低粘度并增加流量,這可能導(dǎo)致擠出不準(zhǔn)確。
深入理解影響打印精度的因素并適當(dāng)調(diào)整,可以大大提升打印質(zhì)量,無論是用于教學(xué)、工業(yè)生產(chǎn),還是日常DIY創(chuàng)作,都能獲得滿意的打印效果。然而,由于3D打印是一種復(fù)雜的工藝,涉及到許多因素和參數(shù),因此提高3D打印精度通常需要通過實(shí)踐和試錯(cuò)來不斷改進(jìn)和優(yōu)化。所以,不妨選用漢印F210 3D打印機(jī),讓這個(gè)夏天成為一個(gè)富有創(chuàng)新和創(chuàng)造力的季節(jié),你的努力和專注一定會(huì)助你在3D打印的領(lǐng)域中走得更遠(yuǎn)。