從零開始3D打印（下）

常用耗材

前文提到，3D打印的耗材多種多樣，即使同一種成型工藝，也有很多選擇。這就需要對耗材的特點、用途、性價比等進行綜合考慮。選對了合適的材料，才能事半功倍。下面是一些常用耗材的特點與性能。

>>>熔融沉積成型（FDM）適用

◎ABS塑料（成型尺寸600×500×500mm;精度0.1mm）：價格低;韌性好;工程塑料表面有紋理，可在打印后做表面拋光處理;可進行噴涂、電鍍、鉆孔。主要用于制作低價原型，如機械零件原型、大型雕像和藝術品模具等。

◎PLA塑料（成型尺寸800×800×600mm;精度0.1mm）：價格低;強度高;環保;成型尺寸大，可做表面拋光處理。主要用途同ABS塑料。

◎木質PLA（成型尺寸1200×1000×1000mm;精度0.1mm）：即PLA材料和木材的混合物，多用于制造家具，以及木雕、藝術品等。

>>>立體光固化成型（SLA）適用

◎進口光敏樹脂（成型尺寸800×800×500mm;精度0.03mm）：精度高;表面細膩;既可做外形外觀，又可做結構、裝配和功能驗證;可進行噴涂、噴鍍、復制硅膠模。多用于復雜的設計，如各類雕塑、高精度模型、工業手板等。

◎進口高精高韌樹脂（成型尺寸600×600×300mm;精度0.03mm）：有韌性;耐酸堿;表面光澤好，易打磨上色，可拋光;可進行噴涂、噴鍍、復制硅膠模。主要用于制造復雜、精細件和裝配件等。

◎柔性樹脂（成型尺寸800×800×600mm;精度0.03mm）：優秀的原型設計、產品設計和工程樣品材料;可變性強，可壓縮，成型出色且耐沖擊;可進行噴涂、噴鍍、復制硅膠模。主要用于制造軟接觸、可彎和可壓縮的產品，如用于人體工程學方面的快速成型物件、圖章等。

◎透明光敏樹脂（成型尺寸800×800×600mm;精度0.03mm）：成品為半透明，經處理可達到全透明;高通透性，晶瑩剔透;光亮度高，吸水率低;可進行噴涂、噴鍍、復制硅膠模。主要用于制造對透光要求高的物件。

>>>選擇性激光燒結（SLS）適用

◎尼龍（成型尺寸350×300×400mm;精度0.1mm）：可以說是全能型材料，具有優良的韌性、自潤滑性、耐磨性、耐化學性、耐油性、氣體透過性;無毒;易著色。主要用于高精度打印，制造功能性終產品，以及需要后期打磨、拋光、上色的產品。

◎鈦合金（成型尺寸645×645×500mm;精度0.1mm）：比重非常小，輕;強度高，韌性好;具有良好的機械性能和耐腐蝕性。多用于航空航天、醫療植入等。

◎鋁合金（成型尺寸645×645×480mm;精度0.1mm）：具有良好的強度、硬度及動態性能，可用于高負載場合;可機加工、火花加工，進行噴丸處理、拋光、噴涂處理。用途有航空航天、機械加工輕質零部件等。

◎鈷鉻合金（成型尺寸300×300×420mm;精度：0.15mm）：以鈷和鉻為基質的不銹鋼，抗腐蝕性和耐酸性較強。在生活和醫療方面應用極廣，如制造假牙等。

提高成功率，從建模開始

受限于3D打印機和耗材的性能，不是所有模型都能打印出來，因此從建模起就得考慮很多問題。下面分享一些建模小技巧，可幫助大家提高打印成功率。

1. 45°法則。

即模型中任何傾斜度超過45°的突出部分，都需要添加額外的支撐，否則將會塌落。

2.優化設計，減少支撐。

雖然支撐物可以在后期加工時去除，但總歸麻煩又耗時，處理不好還會留下很丑的痕跡。所以最好在建模設計階段就考慮不用支撐的方法，比如換個角度或換種擺法。

3.盡量自己設計模型底座。

模型底部和平臺接觸面積大可有效減少翹邊，但底座最好自己設計，盡量不要使用切片軟件里的裙邊和底閥。因為它們會拖慢打印速度，而且難以去除。

4.了解模型的細節和打印機的極限。

根據自己打印機的情況來合理設計模型，避免出現太微小而無法打印的部件。3D打印機有一個很重要但常被忽略的參數，那就是線寬。線寬由噴頭的直徑決定，一般為0.4或0.5mm。線寬決定了能打印的物體的最小尺寸，比如一個圓，它的半徑最小只能等于線寬，再小就沒法打印。

此外，設計太多的細節也是自討苦吃，去支撐、修邊角……麻煩到讓你懷疑人生。

5.合理設置公差。

打印出來的模型肯定會有誤差，尤其是活動部件、內孔等。對于精度要求較高的模型，設計時要合理設置公差，預留出一定的補償量。當然，要找到合適的數值并不容易，必須反復測試，摸清機器的脾氣。

6.調整打印方向以求最佳精度。

三維物體都具有三個空間向度，即x軸、y軸和z軸。不同的3D打印機在這三個向度上的分辨率可能不同，所以要選擇可行的最佳分辨率方向來作為模型的打印方向。必要時可將模型切成幾個部分打印，然后再重新組裝。

7.根據壓力來源調整打印方向。

打印件需承受一定壓力時，想要保證模型不會損壞、斷裂，建模和打印時就都得多加琢磨。建模時，可根據受力方向，將承受壓力的部位適當加厚。打印時，若是沿著z軸方向豎著打印，層與層之間的粘結力有限，承壓能力較低，不如沿著x軸或y軸方向橫著打印。

3D打印機使用細節

工欲善其事，必先利其器。善待你的打印機，認真進行調試，才能打出更棒的作品。

1.平臺和噴嘴調整。

打印之前，確保工作平臺位置水平，噴嘴距離設置合適。可以用一張紙或塞尺來確定噴嘴和平臺間的距離。當距離適當時，拉出紙張或塞尺的阻力最小。重復測試兩三遍，以保證準確度。

2.溫度調試。

如果噴嘴太熱，可能會在部件之間留下細絲，或在打印細長物品時使較早打印的層熔化，導致變形。同樣，熱床的溫度也不宜過高。所以正式打印前要進行調試，得出耗材的最佳打印溫度。調試幅度以5℃～10℃為宜。

3.耗材儲存與擺放。

許多耗材都親水，裸露在空氣里會吸收環境中的水分，打印時這些水分受熱變成水蒸氣，會形成氣泡從耗材中冒出，使噴嘴爆裂或噴出細絲，打印出來的物件也會顯得很粗糙。所以耗材需要存放在塑料箱中，有時在使用前還要用烤箱低溫干燥幾小時。

打印過程中，耗材的擺放位置也要注意，別讓打印機進料太費力。

4.養成良好的使用習慣。

不要對打印機進行暴力操作，如掰、錘等。打印前檢查電源是否接通、接緊，是否插入SD卡或插入是否正確。千萬不要摸加熱后的噴嘴和熱床，以免燙傷。經常清潔和潤滑絲桿。如果打印機的z軸有兩個步進電機，要確保絲桿的兩側處于相同的高度。確保螺栓擰緊，且所有直角均為90°。

看完以上介紹，相信你對3D打印已有初步概念。至于能否從“小白”晉級為“大神”，就要靠自己多多實踐了。最后祝大家都能用3D打印做出喜歡的東西，實現自己的想法！