创建 3D 打印配置文件：FDM 成功的分步指南

在 3D 打印中，始终存在一系列取决于用户的因素，这些因素往往决定了打印是成功还是失败。所有因素都汇集在每次 3D 打印所用的打印配置文件中。

在 FDM 3D 打印配置文件中，可以修改无限数量的参数：打印温度和速度、内部和外部结构的制造方式，以及所有影响 3D 打印的其余参数。因此，以下将讨论创建打印配置文件时最重要的信息。

需考量的方面

在开始修改打印参数之前，必须考虑一系列将直接影响打印结果的因素：

模型几何形状

零件的形状和厚度直接影响打印参数，如速度和层厚。如果零件具有微小尺寸区域，打印配置文件必须采用较低的制造速度，以确保零件质量。

材料

所有用户都知道，每种材料都有各制造商推荐的温度和速度范围，建议保持在这些数值内，以避免可能出现的问题，例如因温度过高导致喷嘴中出现碳化丝材颗粒，进而导致丝材卡住。

3D 打印机

FDM 3D 打印机之间存在重要差异。对打印配置文件配置影响最大的差异之一是挤出机类型：直驱或 Bowden，因为在打印速度、回抽速度和长度，甚至流量等方面需要截然不同的数值。

环境

很少有用户考虑 3D 打印机所处的环境。温度、湿度或气流的存在都是直接影响打印配置文件的因素，在某些情况下也会影响零件的表面光洁度。

零件用途

3D 打印的众多优势之一是，同一个零件可以用无限种不同的配置制造：根据打印时间获得更好或更差的表面光洁度，在某个表面获得更高强度等。这是通过针对每个特定情况调整配置文件来实现的。

5 项关键测试

搞清楚上述所有内容后，就该配置配置文件了。为此 Polymaker 开发了 PCP（配置文件创建流程），即面向所有用户的五项测试，以实现理想的打印配置文件：

测试 1：挤出机流量

第一步是找到用户所需材料的理想温度。应从丝材制造商推荐的最低温度开始，逐步升高，直到流量连续且热端无堵塞。

图 1：挤出机流量。来源：Polymaker。

希望完美调整温度的用户，可进行温度塔测试，如下图所示。

图 2：温度塔测试。

测试 2：流量管理

本部分旨在修正因流量配置不当导致的打印错误。这种管理不善可能导致因挤出机压力过大而出现流量不均匀，或因回抽配置错误导致整个零件表面出现丝材碎屑。

图 3：流量管理。来源：Polymaker。

测试 3：层风扇（逐层）

层风扇是 3D 打印机最重要的组件之一，借助它可以实现更复杂的几何形状和更高质量的表面光洁度。

下图展示了层间结合处作用的力。"F1" 是悬臂状态下材料的翘起力，"F2" 是上层张力引起的收缩力。这两个力的值必须近似为零，以保持力学和几何稳定性。要实现 "F1 = 0"，必须降低层高、溢出角度和挤出温度；或提高层风扇速度。对于 "F2"，可通过提高挤出温度或降低挤出速度来最小化其力值。

图 4：层风扇的重要性。来源：Polymaker。

测试 4：分层（翘边和开裂）

使用 ABS 或 ASA 等丝材时，常发生层间分层（开裂）或首层与底板分离（翘边）。这发生在打印过程中，由于层间应力累积，由聚合物本身的强度（F2）和下层粘附力（F1.2）或打印底板粘附力（F1.1）的相反作用引起。当结合处涉及的力不平衡时，就会发生分层，如下图所示。

图 5：分层（翘边和开裂）。来源：Polymaker。

为避免此问题，用户必须找到理想的底板温度，并在所用材料要求时使用全封闭 3D 打印机。

测试 5：精细细节

最后，为确保打印零件整个表面包括最精细部分都有完美光洁度，用户必须通过层风扇调整流量和冷却。这两个参数的调整必须小心修改数值，以免过度导致上述错误。

图 6：精细细节。来源：Polymaker。

结语

本文详述的所有信息旨在帮助用户获得任何材料的打印配置文件，前提是 3D 打印机能够提供必要的打印参数。