慢鏡觀看打印速度對打印品質的影響


有3D打印經驗的朋友都知道,FDM 3D打印速度太快是很難有好的打印成品品質的。而3D打印廠家往往聲稱自己支持多高多高的速度,但FDM 3D打印機真能在很高的速度下打印嗎?我們看看在高速攝像機在不同速度下打印物體,物體是怎樣成型的。


測試條件

使用普通的XYZ型3D打印機來做測試,打印材料和參數在下表列出:

材料 PLA 打印速度(首層) 30%
 打印溫度  205℃  打印速度(其他層) 5-50mm/s
 熱床溫度  65℃  噴嘴大小  0.35mm

打印模型

打印一個簡單的矩形框框,看看首層和轉角的位置成型效果是怎樣的。

Timelapse

在首層開始打印的位置出現是有點擠出過渡了(Over-Extruded),不過沒關係,問題不大不影響實驗觀測。

foot


首層的打印

我們慢鏡看看5-50mm/s下不同速度打印效果怎樣?

>30mm/s設置下的噴嘴一溜煙就跑了,速度太快了,打印平臺還沒來得及粘穩就移開了,結果把整條絲都拉起來。只有小於20mm/s速度下拉出的絲才能穩穩地貼在平臺上

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後續打印

觀察完了首層,我們再來看看後續打印怎樣發展?再把視頻速度降低到0.1倍速度。我們看到5mm/s速度打印品質最好,每層都是均勻分佈,而且邊緣垂直。而來去匆匆的50mm/s的物體東歪西倒,拉出來的絲也無法很好和上一層粘合。
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再放大5mm/s速度的影片,學習下什麼叫最好的打印效果。我們看到噴嘴到達邊緣提升一層開始擠出,然後上層非常完美地粘合下一層。也因為打印速度慢,下麵打好的幾層早已變硬了,因此擠出時整個模型都是很穩定的。

5mm

再放大觀察30mm/s的情況如何?(50mm/s已經慘不忍睹)。雖然30mm/s的打印速度打印的品質還是不錯的,但細心的朋友一定發現邊緣的地方是凸起的,而5mm/s是圓弧型的。因為x軸到達目標位置停下來有很大的減速度,而擠出器擠出率(Feed Rate)通常在一定過程中是恒定的,到了邊緣位置就會在減速過程中多擠出了那麼一點點,所有邊緣就會凸起來了。

另外,高速打印的另一個後遺症是,剛打好的層還沒有變硬,上面的層又來為下麵的層二次加熱,移動過程中整個物體也是抖動的。其實切片軟體也可以設定打印物體小於某某速度是自動降速,目的就是為了避免這種情況,而這裏為了試驗真是情況,把降速功能遮罩了。

30mm


結論

  1. 打印速度越慢,打印品質越高。
  2. 打印速度並不是打印機設多快就能打多快,還要符合材料的物理特性才能打出高質量的物體。

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