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關於3D打印中的壁厚,你知道多少?| 打印指南

2024-01-09數碼

本文來自微信公眾號:TCT亞洲視角(TCTAsia)

在增材制造中,無論使用哪種技術,都有可能掉進各種「陷阱」導致零件無法達到預期效果。其中一個非常重要但經常被忽視的因素就是:壁厚。

壁厚是指3D打印部件外壁或外殼(不包括頂部和底部)的厚度,不能與填充層或層高混淆。與內部結構的堅固程度不同(通常由百分比和模式定義),壁厚對確保部件的穩定性和強度起著至關重要的作用,但 最小壁厚應該是多少?使用者如何知道自己的設定是否正確? TCT小編將在今天的指南中與大家仔細探討這些問題。

那3D打印有這麽多不同的參數需要跟蹤,其中壁厚這個參數不僅影響零件美觀度,還影響著強度和耐用性。如果壁厚太薄或太厚,零件可能無法達到預期效果。事實上,對於最終3D打印零件的質素而言,它甚至比填充物更重要。

與許多3D印表機參數最佳化一樣, 擁有正確壁厚的主要優勢之一是有助於防止翹曲。 一般來說,壁厚太薄的危險在於部件會變得脆弱,因此在打印過程中或打印後更容易斷裂、開裂或變形。

太薄的墻壁也會受到後期處理的負面影響,特別是在使用支撐結構或需要進行蒸汽平滑等工序的情況下,薄壁將無法維持。在這種情況下,確保達到材料的最低要求極為重要。

壁厚是指3D打印部件的外殼,不能與內部填充物混淆

如果壁厚特別厚,就會浪費材料和成本,完成打印所需的時間也會更長。同樣,也會產生其他影響。

例如,足夠厚的內壁對於減少內應力至關重要,但對於某些材料(如金屬)來說,過多的材料也會導致更大的內應力。這也會導致塑膠零件開裂。太厚的壁也會造成零件散熱問題。此外,壁越厚,打印的材料收縮率就越高,這也會導致翹曲。

就如上面所說到的,壁厚是指3D打印部件的外殼厚度,而壁薄和壁厚都會導致問題。這是所有3D打印過程中的一個關鍵因素,尤其是FDM 3D打印。不過需要註意的是,厚度與材料有關,而不是與工藝有關。

這意味著,使用者必須牢記最低和最高要求。例如,PLA等材料的最小壁厚為0.8毫米(雖然在某些情況下可能會更小),但理想的壁厚接近1.5毫米。許多其他硬質材料的壁厚也類似這個範圍。不過,TPU等橡膠類材料的壁厚必須更高,約2.0毫米。

這裏有幾個小技巧給到大家,尤其是在使用 FDM 3D 印表機確定壁厚時。這些技巧主要與噴嘴有關,壁厚的一個常見決定因素是噴嘴直徑的倍數。

在FDM和FGF 3D打印中,噴嘴直徑將有助於確定壁厚

由於FDM打印的大多數噴嘴約為0.4mm,因此許多噴嘴建議壁厚至少為0.8mm或約為噴嘴的兩倍。如果您還想獲得更堅固的零件,可以將倍數增加到三到四倍,即大約1.2毫米到1.6 毫米。但要註意的是,通常警告不要超過這個厚度,許多常見塑膠材料的「神奇範圍」在0.8到1.6毫米之間。

還有一點需要註意的是,盡量將噴嘴的倍數保持為整數。如果您嘗試將壁厚設定為噴嘴的1.5倍,就會導致外壁層重疊,從而減慢3D打印速度。

當然,確保一致和適當的壁厚並不是一個工具就能做到。並非所有三維建模軟件都會考慮壁厚,因此使用者需要在設計之初就牢記這一點。在此,切片機可以再次出手相救,其通常具有確保設計中沒有太薄壁的功能,這對於在打印前發現這些問題至關重要。

但盡管有這些建議,有時打印壁可能比噴嘴直徑的兩倍還要薄,這也是切片機的用武之地。對於精細的細節或字母,現代切片機中的「檢測精細特征」參數允許使用者打印與噴嘴直徑一樣薄的壁。花瓶模式是另一個參數,可打印出與印表機噴嘴直徑等寬的墻壁,因為這一功能(即花瓶模式)可使印表機在單個連續擠出中打印出花瓶狀物體,從而產生防水打印。

此外,壁厚也可以根據支撐結構等因素進行調整。如果您的部件有許多支撐結構,特別是在可能特別脆弱的區域,則可以使用較薄的壁材 (PS:太薄的壁材也很難去除這些結構) ,因為這些其他因素有助於增強部件的強度。此外,具有更高分辨率的印表機將能夠建立更薄壁的部件,但同樣也要註意最低要求。

TCT Asia 2024

時間與地點

5月7日 09:00 - 17:30

5月8日 09:00 - 17:30

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國家會展中心(上海)7.1&8.1館