揭秘影响3D打印件精度的7大因素
上海航天技术研究院高级工程师王联凤曾说：今天的3D打印，就像上世纪90年代的互联网，前端技术、硬件已经积累到一定程度，一旦发展起来，后端的应用规模与产值将会爆发出难以想象的巨大能量。
现在，越来越多的人开始接触和使用3D打印技术，然而在使用普通桌面3D打印机时，打印精度却不尽人意，为人所诟病。
那么在3D打印成型过程中(FDM技术)，到底有哪些因素会影响成型的精度呢(包括尺寸误差、几何误差及表面粗糙度等)?给大家列举了7个方面。
材料在3D打印过程中经过固体—液体—固体 2次相变。当材料凝固成形时，由材料收缩而产生的应力变形将影响成形件精度。
若成形过程中的材料确定，该种误差可通过在切片软件中，设定 x、y、z这 3个方向上的“ 收缩补偿因子 ” 进行尺寸补偿来消除。
喷头温度和成形室温度
喷头温度决定了材料的粘结性能、 堆积性能、 丝材流量以及挤出丝宽度。
既不可太低，使材料粘度加大，挤丝速度变慢;也不可太高，使材料偏向于液态，粘性系数变小，流动性强，挤出过快，无法形成可精确控制的丝。
所以，喷头温度的设定应根据丝材的性质在一定范围内选择，以保证挤出的丝呈熔融流动状态。
成形室的温度会影响到成形件的热应力大小，温度过高，虽然有助于减少热应力，但零件表面易起皱;而温度太低，从喷嘴挤出的丝骤冷将使成形件热应力增加，易引起零件翘曲变形。
为了顺利成形，打印ABS时，一般成形室温度保持在 55 ℃为佳，但PLA的话，尽量保持通风散热为佳，不能保温。
也就是切片时的层厚/层高，由于每层有一定厚度，会在成形后的实体表面产生明显的台阶纹(层厚越高越明显)，将直接影响成形后实体的尺寸误差和表面粗糙度。
对FDM工艺来说，这是一种原理性误差，要完全消除台阶是不可能的，只能通过设定较小的分层厚度来减少台阶效应。
这是指零件实际加工轮廓线与理想轮廓线之间的距离值，对于精度要求高的模型，一般建模就要尽量给出补偿，尤其是内孔。
该值的设定与挤出丝的直径、机器性能等有关，需要自己摸索。
挤出速度与填充速度
在填充速度合理匹配范围内，随着挤出速度增大，挤出丝的截面宽度逐渐增加，当挤出速度增大到一定值，挤出的丝可能会粘附于喷嘴外圆锥面，剐蹭到模型外表面，影响美观。
填充速度比挤出速度快，则材料填充不足，出现断丝现象，难以成形。相反，填充速度比挤出速度慢，熔丝堆积在喷头上，使成形面材料分布不均匀，表面会有疙瘩，影响造型质量。
因此，填充速度与挤出速度之间应在一个合理的范围内匹配，应满足vj / vt = a1~a2 (式中： a1 为出现断丝现象的临界值; a2 为出现粘附现象的临界值; vj为挤出速度; vt为填充速度)。
每层的成形时间与填充速度、该层的面积大小、形状的复杂度有关。若层面积小，形状简单，填充速度快，则该层成型的时间就短。相反，时间就长。
过快的成型会影响打印效果，在打印时，控制好每层的成形时间，才能获得精度较高的成形件。
开启和关闭延时
即丝材堆积的起停效应，主要是以丝材堆积截面的变化体现出来，这种堆积截面的不一致，容易造成丝材堆积平面的不平整，出现空洞、拉丝等质量缺陷。7开启和关闭延时
最常见的“拉丝” 现象，会严重影响到打印件的外表面，处理起来非常麻烦。填充层层内丝材堆积面的平整性，解决的话需要出丝速度能够实时地藕合跟踪扫描速度，针对扫描速度的变化作出相应的调整，以使丝材堆积平稳可靠，提高丝材的堆积质量。
消息来源：中国3D打印网
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影响3D打印精度的因素有哪些？
来源：e键打印&&发布时间： 15:44:19
精度是3D打印很重要的一个参数，好多件因为精度达不到要求而打印不了，影响精度的因素有很多，下面我们以PLA材料为例，来探讨一下影响产品精度的几大因素：在3D打印过程中，影响产品精度的因素很多，如打印机本身的精度、打印过程中的工艺参数设定等。1）打印机精度打印机本身的制造和装配精度以及工作过程中的振动都会影响其打印精度，比如XY平面误差，打印机框架结构及所用材料刚度对其稳定性也有着很大影响。对于专业用户如设计师等，有更重的打印负荷，更多的金属材料有助于设备的稳定性和耐久度。2）工艺参数（1） 温度打印温度包括挤出头加热温度和热床温度。挤出头加热温度主要影响材料的粘结堆积性能及丝材流动性。温度过低将使材料难以粘结到热床上或是发生层间剥离，同时易造成喷嘴堵塞；过高则会使材料挤出时偏于液态，而不是易于控制的丝状。喷头温度，热床温度都是我们在打印过程中需要实时观察，和调整的重要参数。因此我们需要选择一款能清晰显示打印过程中各项参数的机器。OME以曲线显示喷嘴和平台温度，好处是能够看到一段时间内的温度变化，从而了解在错误出现的前一刻机器在什么样的状况中。不仅如此，OME智能3D打印机还支持耗材堵料的状态，实时监测打印状态，实现无料暂停打印且报警。（2）喷嘴直径与层厚喷嘴直径决定挤出丝的宽度，进而影响成品精细程度。由于3D打印的材料是一层一层铺起来的，故层厚的设置同样也会影响制品的粗糙度。若选用大直径的喷嘴、层厚设置的厚，则打印速度比较快，但成品比较粗糙；反之，则打印速度慢，但得到的成品更加精细。打印时需综合模型尺寸、用途来合理选用喷嘴设置层厚。（3）打印速度3D打印是一个打印速度与挤出速度相互配合的过程，而这需要合理匹配才能达到打印要求。若打印远快于挤出，则材料填充不足，导致断丝；反之则会使熔丝堆积在挤出头上，导致材料分布不均。由于桌面打印机所用材料为丝材，故只需在程序中设置丝材直径与打印速度便可，不用设置挤出速度。打印速度对制件精度有着关键的影响，不能过快或过慢，需对其进行详细的设置，包括轮廓的打印速度、实体的填充速度、支撑结构的打印速度等，并且通常情况下要对第一层设置一个较慢的速度以提高其成品效果。理论精度和实际做出来的精度会是有差别的，这跟模型具体的结构相关，比如又长又厚的模型，打印出来固化后可能会缩水，就像泥巴团固化后会缩水一样，解决方案就是把缩水也计算上去进行3D打印，打出来的也未必能达到那个要求，这个时候就要打磨，不过打磨也不好打。因此，理论精度和实际精度是存在一定差别的，当然具体还得看结构。这方面可以咨询e键打印的客服。
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请留下联系方式（必填，我们会通过该方式联系您）3D打印精度影响因素及翘曲分析--《制造业自动化》2014年21期
3D打印精度影响因素及翘曲分析
【摘要】：对3D打印精度的影响因素如打印机精度及材料性能、打印工艺参数、支承装置的设置等进行了总结,并针对具体情况进行了分析;同时对打印过程中的翘曲现象进行了分析,并提出了有效的改善措施。对3D打印技术的进一步推广和应用具有一定的指导意义。
【作者单位】：
【分类号】：TP334.8
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