CHITUBOX實驗室(1) | 真空密封拉拔對3D打印的影響

上一期,我們分享了掌握光敏樹脂參數(shù)?|?測試樹脂曝光值,使用上期分享的方法,我們在常用的機(jī)器上,測試出一款類ABS樹脂的最佳曝光值是3s。在接下來的實測中,我們打印了一個公差配合的瓶子和瓶蓋,然而驗證效果卻與期待值大相徑庭。

在逐步排查中,我們發(fā)現(xiàn)對此次實測影響最大的因素是真空密封拉拔。下面就跟著小編,一起來實測下?3D打印中真空密封拉拔對打印的影響。首先我們使用機(jī)器推薦的默認(rèn)抬升速度和回程速度分別是40毫米/分以及50毫米/分,來進(jìn)行第一次實測。
01實測
曝光時間:3s
抬升速度:40毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:3h25min
在第一次實測中,瓶底和蓋底均貼底,考慮到是抬升速度過快,導(dǎo)致拉拔力過大,直接將模型從成型平臺上拽下,故在第二次實測中,特意將抬升速度過度降低到10毫米/分,以此判斷是否為速度因素。

02實測
曝光時間:3s
抬升速度:10毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:5h17min
可以明顯看到,抬升速度降低后,打印時間延長較多,降低速度后打印成功,但表面有過多未固化殘留,清洗后可以看到殘留使模型表面質(zhì)量很差,對比底部可以明顯感受到表面質(zhì)量的差距,且部分位置破裂破裂明顯。

在清洗過程中,用軟毛刷刷洗模型表面,可以洗掉很多未固化的懸浮物,用紙漏斗過濾清洗后的酒精,濾網(wǎng)留下了較多雜質(zhì)。

綜上問題,考慮到是否為曝光不足,在第三次測試中,將曝光值提升到4s。
03實測
曝光時間:4s
抬升速度:10毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:5h29min

曝光值提升到4s后,表面未固化殘留減少不明顯,清洗后表面質(zhì)量較之第二次實測,略有提高,但仍有破口??紤]到樹脂并非全新樹脂,而是重復(fù)添加使用過一周以上,為判斷是否因樹脂變質(zhì)影響了表面的成型,故在第四次實測時,更換了全新的樹脂。
04實測
曝光時間:4s
抬升速度:10毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:5h31min
更換樹脂后,表明仍有未固化,用刮板可以刮起這些未固化樹脂,尤其以瓶身部分最為明顯。清洗后表面質(zhì)量相對前幾次測試,會有較大提升。模型表面仍有破口。


綜上問題,還需繼續(xù)驗證曝光是否不足,故將曝光值過度調(diào)整為6s,進(jìn)行第五次實測。
05實測
曝光時間:6s
抬升速度:10毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:5h53min
首先可以看到的是,調(diào)整曝光值對于打印時間同樣有影響,但相對于速度而言,影響會小得多。曝光值調(diào)整為6s后,模型無破損情況,表面未固化情況有改善,但仍然比較明顯,清洗后表面質(zhì)量較好,但相對于前幾次實測的公差配合松緊度而言,已趨于緊配合。

曝光值調(diào)整為6s時,呈現(xiàn)緊配合狀態(tài),表明已開始過曝,但未固化現(xiàn)象并無明顯改善??紤]到是否擺放角度對這種未固化情況是否有影響,將貼底打印更換為角度擺放測試。
06實測
曝光時間:6s
抬升速度:10毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:9h32min

測試發(fā)現(xiàn),在瓶子和瓶蓋擺放為60°角度時,未固化情況仍然明顯,同時在瓶蓋位置發(fā)現(xiàn)一條明顯的橫向分割線。瓶蓋在打印過程中,會形成真空密封狀態(tài),這條線剛好是從真空狀態(tài)向非真空狀態(tài)過度的分割線。為判斷這條分割線,是否會隨著擺放角度變化而變化,我們單獨(dú)打印瓶蓋,并擺放為45°。

07實測
曝光時間:6s
抬升速度:10毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:5h53min

瓶蓋擺放為45°后,分割線位置的確相應(yīng)移動,仍然出現(xiàn)在真空狀態(tài)向非真空狀態(tài)過度位置,未固化情況相對于60°有所改善。除該條分割線外,在上方同樣出現(xiàn)一條分割線。為測試消除這種真空密封狀態(tài),未固化現(xiàn)象改善,我們將瓶蓋的底部進(jìn)行了打洞處理。
08實測
曝光時間:6s
抬升速度:20毫米/分
回程速度:50毫米/分
打印時間:5h19min


我們打印了一組2個瓶蓋,在一個下方開了一個5mm的洞,另一個下方開了2個3mm的洞,同時因為真空環(huán)境的消失,將抬升速度提升為20毫米/分。兩個瓶蓋并無明顯差別。分割線仍然存在,但相對改善,表面未固化現(xiàn)象基本消失。
結(jié)論
之所以一次又一次的驗證,是因為諸多因素都會影響到打印的質(zhì)量。而此次的所有因素中,真空密封拉拔對打印有著較大的影響:
?1.?拉拔力過大,導(dǎo)致模型從成型平臺上扯下來;
2.?拉拔力過大,導(dǎo)致樹脂液面不平穩(wěn),使得外表面未固化情況嚴(yán)重;
3.?在面積突變的交界層面,拉拔力導(dǎo)致Z軸不穩(wěn)定,出現(xiàn)明顯的分割線。
當(dāng)然也可以考慮如下圖右所示,倒放模型,以避免真空密封的問題,同時要考慮擺放角度,避免在瓶蓋內(nèi)螺旋卡紋處添加支撐。

細(xì)心的朋友,可能會發(fā)現(xiàn)部分模型還是存在一些問題,如下圖所示。因篇幅有限,下一期,我們將繼續(xù)和大家分享,這些紋路產(chǎn)生的原因以及如何避免出現(xiàn)這些紋路。


模型來源:https://www.thingiverse.com/thing:384578
