FDM打印精度分析

FDM打印精度分析FDM打印產(chǎn)品精度影響因素1打印件翹曲原因分析2減少翹曲變形的措施31、FDM打印產(chǎn)品精度影響因素1）打印機精度及材料性能打印機本身的制造和裝配精度以及工作過程中的振動都會影響其打印精度，比如XY平面誤差、X-Y軸與導軌垂直度誤差及定位誤差等。此外，打印機框架結(jié)構(gòu)及所用材料剛度對其穩(wěn)定性也有著很大影響。同時，不同的材料，其熔點、流動性、收縮率等各不相同，這些也都直接影響制品精度。2）工藝參數(shù)（1）擠出壓力的影響不同擠出壓力下膏體的擠出情況（2）溫度擠出頭加熱溫度主要影響材料的粘結(jié)堆積性能及絲材流動性溫度過低將使材料難以粘結(jié)到熱床上或是發(fā)生如下圖所示的層間剝離，同時易造成噴嘴堵塞；過高則會使材料擠出時偏于液態(tài)，不易于控制的絲狀。層間剝離接影響打印制品的熱應力及其與底板的粘結(jié)力，過低會造成翹曲、脫落等現(xiàn)象。層間剝離（3）噴嘴直徑與層厚

噴嘴直徑?jīng)Q定擠出絲的寬度，進而影響成品精細程度。由于3D打印的材料是一層一層鋪起來的，故層厚的設(shè)置同樣也會影響制品的粗糙度。若選用大直徑的噴嘴、層厚設(shè)置的厚，則打印耗時短，但成品較粗糙；反之，則耗時長，但得到的成品更精細。打印時需綜合模型尺寸、用途來合理選用噴嘴設(shè)置層厚。實驗證明當分層厚度為擠出頭直徑的80%～90%時，打印出的零件的成形效果較好。不同分層厚度情況下打印的零件（4）打印速度

3D打印是一個打印速度與擠出速度相互配合的過程，二者需要合理匹配才能達到打印要求。若打印遠快于擠出，則材料填充不足，導致斷絲；反之則會使熔絲堆積在擠出頭上，導致材料分布不均，在零件表面形成疙瘩。不同掃描速度下的零件出現(xiàn)的缺陷（5）填充方式

不同的填充方式對應的打印速度、制品的收縮應力也不同。例如，直線填充速度較快，而蜂窩狀填充產(chǎn)生的收縮應力較小。圖（a）所示為直線填充的圓柱，每層均為互相垂直的線；圖（b）為蜂窩狀填充，其上下兩層為直線填充。（6）冷卻打印PLA等流動性較高的材料時會出現(xiàn)前一層尚未完全成型，后一層便開始在其上打印的情況，這無疑會損害制品精度。所以一般3D打印機都在擠出頭邊設(shè)有下圖所示的風扇，以加快固化過程。打印前應設(shè)置合適的轉(zhuǎn)速，從而獲得較好的成型效果。而有些材料，如ABS，本身流動性較低，因而不需要風扇進行冷卻，否則會引起制件翹曲。3D打印機冷卻風扇2、打印件翹曲原因分析

造成翹曲變形主要是由于在分層成型過程中，材料堆積不同步而引起各層間體積收縮不同，進而造成內(nèi)應力不等而產(chǎn)生的。若新的堆積層能夠自由收縮，則不會產(chǎn)生內(nèi)部應力，但實際上，由于新堆積層底面受到已完成部分的外力作用，不能完全收縮，便會不可避免的產(chǎn)生內(nèi)應力。3、減少翹曲變形的措施

減緩成形過程中模型尾部尖角部位的熱傳導和對流散熱，降低冷卻速度，從而減緩該部位凝固收縮應力?？梢詮囊韵氯矫孢M行控制：降低3D打印層厚，這樣可以減少打印的新增層冷卻時新增層底部與頂部間的溫差，減少其收縮的不均勻。加快成形速度這樣就減少了同一水平高度上在長軸方向不同部位的溫差，減少了不同部位間的收縮不均勻。減少模型內(nèi)部填充密度（右圖所示，填充模式由“松散”（填充網(wǎng)格為邊長2mm的正方形）改為“中空”（填充網(wǎng)格為邊長4mm的正方形），這樣就減少模型內(nèi)部的塑料填充量，減少了模型主體區(qū)域的打印時間并加快了模型主體的冷卻凝固速度，從而減少了模型主體與模型尾部之間的溫差，進而減少了模型主體與模型尾部之間的收縮不均勻。支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置及處理

制件有懸空結(jié)構(gòu)時，為了不使其塌陷，在打印過程中