2012年12月13日 星期四

12 Ways to Fight Warping and Curling

原文出處:makerbot

12招避免你的3D Printed物件產生變形、彎曲的方法


Curling|捲曲


將塑料熱熔然後擠出的這種列印方式,不同部分的冷卻過程有各自不同的冷卻率(收縮率)。由於列印採分部進行,這樣的效果會產生形變或甚至彎曲。雖然 PLA 塑料有低於 ABS 的收縮性,但是這兩者皆有相同的形變問題,嚴重的話可能毀了一個列印的作品。其實有幾個方法可以避免、減少這樣的淺在狀況,最主要而有效的方式是將底板加溫,然而,這樣可能還是不夠。以下列舉14種方式來改善這個問題:






01 使用加熱底板|Use a heated build platform
加熱底板可以幫助最初列印的底部處於和上層一制的溫度,這樣可以確保整個物件的冷卻是均勻的。加熱底板(Heated Build Platform/簡稱HBP)對 ABS 與 PLA 材料的列印,是相當大的關鍵。





02 列印一個筏基|Print with a raft
筏基(用來承載列印物件的一種衍生構造)是 ReplicatorG 和 Skeinforge 軟體裡的一個選項。基本上它就是在主要列印的物件下面,特別生成出的一個更大面積平面。透過更大面積的貼附/抓住機器的建構面,它可以有效的減少物件彎曲形變的程度。衍伸的另一種方式是生產大量的、更寬厚的 raft 來包圍住大部分的列印層(而不只是底部而已)。
Raft|筏基





03 校準 Z 軸列印的初始高度|Calibrate your starting Z height
第一層建構的好壞,足以影響其後的結果。如果你機器 Z 軸的起始高度過高,加熱所擠出的塑料絲將無法有效的附著在平板上。建議以 0.05mm 為調整的最小單位,來進行機器的測試,直到擠出的塑料絲因噴頭與平台之間距過窄,受迫而呈現大面積的攤扁,才可以算是一個適當的底層。
Calibrate your starting Z height|噴嘴高度初始值校正





04 用一個對的建構平台|Get the right build surface
有些人嘗試用不同的材料,比方鋼板、鈦、玻璃、各種不同的塑膠、各種不同的膠帶,以及發泡板來當建構平台。然而,不論是用於 ABS 或是 PLA 塑料,都對加熱過的Kapton防焊遮蔽膠帶Kapton tape/PI)以及3M藍色的遮蔽膠帶,有著極佳的附著性。
Kapton tape|絕緣膠帶
3M藍色遮蔽膠帶






05 保持建構平台的乾淨|Clean your build surface
一個乾淨的建構平台表面,讓這兩種材料有更加的附著性。請移除平台工作面上的灰塵、遺留下的列印部分和碎片。





06 減緩列印的速度|Print slower
慢速的列印將有助於提升列印的精細度,對於之前列印的部分或是最初生成的底面,都有較佳的附著力。同時,這樣可以讓列印出來的部份有充裕的時間,讓冷卻的過程更均勻。






07 降低列印溫度|Print cooler
在較低的溫度下列印並非是一個合宜的選項。理想的情況下,應該要在允許擠出塑料的最低溫度/並且能成功附著的溫度下進行列印。然而,這樣的嘗試並不適合心臟衰弱者。以一個過低的溫度進行列印,極有可能造成送料馬達以及擠出器因為噴口堵塞而嚴重損毀。






08 排除穿縫風或是將機器圍起來|Eliminate drafts or enclose your robot
Forrest Higgs 先生發現,他的 3D printer 因為過於靠近開窗,導致物件因受熱不均而變形。變形而發生捲曲的正是靠近窗口的那一邊。由於他並不打算將窗戶完全密閉,為了補償穿堂風所帶來的溫差,他安裝了一只發熱的燈來彌補。Cupcake 和   Thing-O-Matic 機型的用戶可以簡單的封閉二到三個開口面,同時可以控制煙霧的流竄。


Makerbot Replicator Enclosur|Thingiverse by Davedbqdownlaod





09 列印老鼠耳朵|Design with mouse ears
Mouse Ears Tabs 是由 Zach Smith 所想到的一個點子。利用在角落處添加的圓形小面積物件,將有助於這些角落貼附在工作面上。這些像老鼠耳朵的物件近似於 Raft 的功能,但是又不必大面積的列印材料。
Mouse Ear Tabs from Zach Smith





10 列印襯部|Design with aprons to hold down corners
Forrest Higgs 先生的另一個建議是利用類似襯裙的裝置,設置在物件的四周。這些低矮又厚實的物件有助於讓 Raft 筏基平整,避免形變或是彎曲所造成的影響。
在物件本體之外的每個角落,噴出低矮而厚實的襯部





11 周邊的熱牆設計|Design with surrounding thermal walls
Forrest Higgs 先生以工程邏輯想出襯部的方式來解決形變的問題,而 Nophead 先生則是為機器設計了一堵熱牆,這道薄牆讓不斷移走的噴頭裝置,得以保持機台內部的溫度。他大膽假設,僅以一道薄牆圍繞住機器可能會有同於將機器置放在密閉機箱內的效果;有趣的是,他建議設計物件時如果角落採用多倒角的處理,這樣的形狀能預防材料的彎曲。
Nophead假設,在物件四周列印小型的薄牆,可以達到抑制彎曲的效果。


Nophead 發現轉角處越多倒角,越不容易發生形變、彎曲





12 減少填充量|Reduce infill
當建構一個 3D printed 物件時,我們可以設定要噴成中空的、實心的,或是介於 0% 到 100% 之間的填充率。然而,如同Nophead 所指出的,模型內部的塑料在物件冷卻時會產生一股驅使形變的力量。這樣解釋了,當你用越多塑料的同時,這些塑料會在冷卻過程中產生拉扯的力量來對抗本身的造形。減少材料的使用將會大幅減少塑料內部的作用力,同時減低物件變形和彎曲的可能性。





(補充) 用砂紙加工絕緣膠帶表面|EDIT: Sand the Kapton
Charles Edward Pax 建議將絕緣膠帶表面以砂紙刨出細紋,將會增加塑料的附著性,讓塑料更容易黏附在加熱平台上。
220 grit 砂紙刨出的細紋|(左) unsanded/(右) sanded





(補充) 直接生成一個 ABS 表面當底板|EDIT: ABS surface
有些人建議在列印前直接在加熱平台上塗上一層液態的 ABS,效果如同生成一塊大面積的底板。




衍伸閱讀:
http://reprap-art.blogspot.tw/2012/05/warping-of-abs-prints.html

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