3D打印樹脂加支撐的提示和技巧
魔猴君 知識(shí)堂 364天前
樹脂3D打印是一種功能強(qiáng)大的3D打印技術(shù)，它利用光和塑料起始材料來創(chuàng)建物體。這些光束可以精確地分層固化對(duì)紫外線敏感的樹脂，從而創(chuàng)建出精細(xì)的三維模型。雖然樹脂3D打印機(jī)可以制作出令人驚嘆的高精細(xì)效果，但這種3D打印技術(shù)也并非沒有挑戰(zhàn)。
每次樹脂打印都需要支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)是一種圓柱形結(jié)構(gòu)，具有傾斜的末端和尖銳的頂端，可支撐打印件并幫助其抗壓。它們對(duì)于防止模型從打印床上拉出或小細(xì)節(jié)被撕掉至關(guān)重要。雖然支撐物的設(shè)計(jì)是可拆卸的，并盡可能不留下痕跡，但要做到恰到好處并非易事。了解如何添加、修改和移除支撐物對(duì)于確保樹脂打印的成功至關(guān)重要。
在本文中，魔猴網(wǎng)將介紹液晶樹脂3D打印中有關(guān)樹脂支撐的所有知識(shí)，因?yàn)檫@是業(yè)余愛好者中最常見的。還有，我們的許多提示也適用于整個(gè)樹脂3D打印。要了解如何調(diào)整打印方向、調(diào)整支撐物厚度、移除支撐物等，請(qǐng)繼續(xù)閱讀！
樹脂3D打印基礎(chǔ)知識(shí)
掌握樹脂打印絕非易事（來源：FeverFocus，來自Reddit）
樹脂3D打印初看起來似乎很復(fù)雜，但它可以分為幾個(gè)主要部分：構(gòu)建板、樹脂槽、FEP和光源。
構(gòu)建板與傳統(tǒng)的FDM打印機(jī)基本相同，是逐層構(gòu)建物體的地方。樹脂槽的名稱非常恰當(dāng)，它是一個(gè)盛放樹脂的托盤，底部由FEP制成。FEP或氟化乙烯丙烯是一種透明薄片，經(jīng)過特殊配方處理，可以讓紫外線通過。
對(duì)于LCD樹脂印刷，光源是位于LCD屏幕下方的LED。它以精確的增量照射紫外線，以準(zhǔn)確固化樹脂層。屏幕就像一個(gè)遮罩，只顯示當(dāng)前層所需的像素，其他像素則被遮住。細(xì)節(jié)由像素?cái)?shù)量決定，像素越多，分辨率越高。
這些基本組件共同作用，形成樹脂打印。構(gòu)建板下降到樹脂槽中，并根據(jù)層高產(chǎn)生約50微米的間隙。一旦設(shè)置到正確的高度，液晶面板發(fā)出的紫外線就會(huì)閃爍，使樹脂薄層固化。層固化后，構(gòu)建板升起，讓新的樹脂流到下面，然后重復(fù)這個(gè)過程。每一層都是在下一層的基礎(chǔ)上建立起來的，而底層則是打印的錨點(diǎn)。打印完成后，機(jī)器只需升起打印床，讓多余的樹脂滴落。
支撐的好處
支撐物幾乎是所有樹脂打印件的一個(gè)重要方面，正確使用支撐物是確保打印件質(zhì)量的最佳方法之一。支撐物之所以重要有幾個(gè)原因。在樹脂打印中，支撐物通常是將圖層固定在構(gòu)建板上的錨，而不是像FDM打印那樣將圖層固定在構(gòu)建板上。當(dāng)一層固化時(shí)，構(gòu)建板抬起，這一層必須從FEP上拉開，為下一層騰出空間。如果沒有適當(dāng)?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)將物體的各個(gè)部分固定在打印平臺(tái)上，剛固化的層可能會(huì)粘在容器底部并破裂。
請(qǐng)記住，每一層的厚度在10到50微米之間，要損壞比頭發(fā)絲還薄的一層并不難。如果最終出現(xiàn)打印失敗、層斷裂以及因支撐力不足而導(dǎo)致最后打印的部件丟失，一些Reddit用戶建議過濾樹脂。油漆過濾網(wǎng)可以很好地過濾掉微粒，否則這些微?？赡軙?huì)在打印件上產(chǎn)生瑕疵或堆積起來影響未來的打印層。
支撐物如此重要的另一個(gè)原因是，與FDM打印機(jī)不同，樹脂打印機(jī)只能打印很小的懸垂部分。如果懸垂較大，就會(huì)出現(xiàn)明顯的下垂或完全塌陷。放置不當(dāng)或沒有足夠的支撐物會(huì)導(dǎo)致小問題（如凹凸）以及大問題（如打印件脫層或FEP穿孔）。
對(duì)于較大的打印件，缺乏支撐會(huì)導(dǎo)致翹曲甚至分層。分層通常是由于不正確的固化設(shè)置造成的，但當(dāng)FEP和構(gòu)建板之間的力大到足以拉開層時(shí)也會(huì)發(fā)生分層。這會(huì)立即破壞打印件，并使剩余層固化在FEP上，造成難以清理的混亂。要改進(jìn)您的支撐系統(tǒng)和樹脂打印，或者只是學(xué)習(xí)一些新知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)閱讀一些好的技巧和竅門。
1、打印方向
不同的模型可能需要不同的方向（來源：SmokeAndGnomes，來自Reddit）
要獲得更好的支撐效果，最基本但卻經(jīng)常被忽視的竅門之一就是在切片機(jī)中旋轉(zhuǎn)打印件。理想情況下，您應(yīng)該調(diào)整打印的方向，使其需要的支撐更少，3D打印所需的時(shí)間更短。
如前所述，樹脂打印中的每一層都是連續(xù)的，并在其下層上建立起來。在大多數(shù)情況下，您需要旋轉(zhuǎn)平底模型，使其略微傾斜。傾斜可以減少與FEP板的接觸面積，從而降低剝離力。如果第一平層從容器底部脫落，可能會(huì)導(dǎo)致模型變形或撕裂（即使有適當(dāng)?shù)闹危?/span>
為了達(dá)到最佳效果，可將打印件旋轉(zhuǎn)30-45%，以減少底面面積的影響。幾乎所有的樹脂切片機(jī)都有旋轉(zhuǎn)對(duì)象的選項(xiàng)。例如，在ChiTuBox中，旋轉(zhuǎn)工具位于左側(cè)，下方有大字體。只需選擇該工具，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)帶有角度測(cè)量值的面板，三軸輪子會(huì)出現(xiàn)在工作臺(tái)的中間。
這種簡單的旋轉(zhuǎn)可以制作出更好的打印作品，使用的支撐物更少，瑕疵也更少。唯一需要注意的是，如果旋轉(zhuǎn)時(shí)平面邊緣與構(gòu)建板平行。就像帳篷一樣，在沒有支柱的位置，帳篷會(huì)下垂。樹脂層也是如此。除非支撐密度極高，否則支撐之間的每個(gè)空間都會(huì)下垂，因?yàn)闆]有支撐力存在。
2、確定強(qiáng)度和厚度
這些支撐太弱，無法支撐模型（來源：Mennekepis via Reddit）
支撐物負(fù)責(zé)將印品固定在床面上，必須結(jié)實(shí)厚實(shí)，但又不能太大，以免留下不必要的痕跡。在大多數(shù)切片機(jī)中，支撐件的厚度有三種規(guī)格：小號(hào)、中號(hào)和大號(hào)。支撐尖端的變化可能更大，常見的尺寸從0.2毫米到0.5毫米不等。不同的尺寸會(huì)導(dǎo)致整個(gè)印刷過程中的應(yīng)力水平不同。
在大型打印中，來自FEP的吸力要大得多，因此支撐尖端的直徑需要偏粗一些。對(duì)于這些模型，最好使用高支撐密度和相互連接的橫梁。將附近的橫梁連接起來可以形成一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)，以抵消應(yīng)力較大的區(qū)域。缺點(diǎn)是會(huì)留下大量支撐痕跡，需要長時(shí)間的后期處理。
替代高支撐密度的方法是在底部使用一些大型支撐作為錨，其他地方使用中小型支撐，以減少痕跡和樹脂的使用。對(duì)于較重的打印件，最好使用較大的支撐頭。支撐結(jié)構(gòu)最薄弱的地方是與物體接觸的狹窄尖端。因此，打印件偶爾會(huì)從尺寸過小的支撐頭中脫落。0.4毫米或0.5毫米等較厚的支撐噴嘴有助于解決這個(gè)問題。
對(duì)于具有大量精細(xì)細(xì)節(jié)的較小打印件，小支撐應(yīng)能提供所有必要的強(qiáng)度。此外，這些打印件上的支撐頭直徑應(yīng)該更小，以保留精細(xì)細(xì)節(jié)。主要的問題是避免因移除支撐物而造成損壞性凹痕和印記。在大多數(shù)切片機(jī)中，樹脂吸頭可在選項(xiàng)菜單中更改為球形。球形吸頭在移除時(shí)不易留下痕跡，即使留下痕跡也只是小凹凸。與傳統(tǒng)錐形吸頭留下的小凹痕相比，這些小凹痕更容易通過后期處理去除。
確定適合打印的完美支撐可能很棘手。一位Reddit用戶將其歸結(jié)為"大打印，大支撐"。由于每個(gè)人的機(jī)器和樹脂組合都不同，因此沒有簡單的比例來確定支撐強(qiáng)度。最好的學(xué)習(xí)方法可能是通過一些試驗(yàn)和錯(cuò)誤。請(qǐng)記住，支撐物太多總比太少好。
3、生成支撐
當(dāng)自動(dòng)支撐失效時(shí)（來源：PhantomShot811 via Reddit）
近年來，自動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)已成為樹脂印刷的有力工具，但它并不完美。如果你的切片機(jī)的自動(dòng)支撐功能不盡如人意，請(qǐng)不要著急。在幾乎所有的樹脂切片機(jī)中，手動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)都能補(bǔ)充自動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)的不足。只要你知道要注意什么，它們就能修復(fù)計(jì)算機(jī)遺漏的問題。
手動(dòng)添加支撐物需要一定的時(shí)間，但如果與自動(dòng)生成支撐物結(jié)合使用，就能獲得高質(zhì)量的效果。不同切片機(jī)手動(dòng)添加支撐的方法各不相同，但通常都是在選定區(qū)域上單擊或刷動(dòng)。在搜索需要支撐的區(qū)域時(shí)，請(qǐng)記住是錨定零件，而不是簡單地支撐零件。尋找平的或長的懸垂和大的表面。例如，與構(gòu)建板平行的大懸垂面如果無法調(diào)整方向，就需要更密集的支撐來中和下垂。此外，在之前打印出現(xiàn)問題的區(qū)域添加支撐也是個(gè)好主意。
孤島通常是影響支撐位置的最大因素，漏掉一個(gè)孤島可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的打印失敗。孤島是指物體上沒有表面可構(gòu)建的部分，無論是支撐結(jié)構(gòu)還是模型的其他部分。這樣，該島就會(huì)被打印到稀薄的空氣中（或者說，打印到樹脂槽中）。要識(shí)別孤島，可使用大多數(shù)切片機(jī)中的圖層滑塊，尋找有較大懸垂的地方或物體似乎漂浮在半空中的地方。如果自動(dòng)支撐功能遺漏了其中一個(gè)位置，只需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行手動(dòng)支撐即可。
在使用切片機(jī)的自動(dòng)生成支撐功能時(shí)，請(qǐng)記住，雖然它省去了繁瑣的工作，但始終需要進(jìn)行最后的檢查。
4、添加筏
該筏缺乏適當(dāng)?shù)拇舱掣搅?，?dǎo)致打印件被破壞（來源：ra3ndy，來自Reddit）
另一個(gè)簡單但非常有效的確保打印安全和避免支撐失敗的技巧是使用筏。筏是在構(gòu)建板上的一層厚厚的樹脂，經(jīng)過額外時(shí)間的固化，可在樹脂和構(gòu)建板之間形成牢固的粘合。
如果沒有堅(jiān)固的筏，打印件往往會(huì)因移動(dòng)、壓力和其他力而從印版上脫落。雖然固化時(shí)間會(huì)因品牌和成分而異，但通常情況下，固化時(shí)間最好是印版固化時(shí)間的八倍。過度固化會(huì)使印版的粘合力更強(qiáng)，為支撐提供更好的基礎(chǔ)。
通常情況下，模型的筏子會(huì)按比例放大，以提供更大的基底，因?yàn)檫@樣可以在構(gòu)建板上提供更大的表面積，增加粘合力。在處理特別高或特別密集的印刷品時(shí)，放大筏子以增加附著力會(huì)特別有用。高或重的物體會(huì)對(duì)筏造成更大的壓力。
雖然對(duì)筏板粘附力的強(qiáng)調(diào)似乎有些過分，但筏板的作用是承受整個(gè)印刷品的重量，并抵抗FEP上每一層的真空力。從FEP上拉開的過程對(duì)印版造成的應(yīng)力是印版層數(shù)的數(shù)倍，通常達(dá)到數(shù)千層。一旦筏板失去附著力，物體就會(huì)掉入樹脂槽，在FEP上形成一層厚厚的固化樹脂。
有了這些粘附力，要在成功打印后移除印版可能會(huì)很困難。為了幫助成功地從印版上取下筏子，默認(rèn)情況下邊緣是傾斜的，以便讓刮刀獲得杠桿作用。邊緣的角度可以增大或減小，這將影響最終移除的難易程度。印版是每張好照片的基礎(chǔ)，花在調(diào)試印版上的時(shí)間是值得的。
5、移除支撐和后處理
請(qǐng)務(wù)必在后固化之前移除支撐，以防止損壞模型（來源：All3DP）
在煞費(fèi)苦心地放置好每一個(gè)支撐物并檢查好每一個(gè)角度后，您的打印作品就完美出爐了。但現(xiàn)在，怎樣才能最好地移除這些可愛的支撐物呢？
如果方法不正確，移除支撐物可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞您的打印作品。為了防止出現(xiàn)崩裂和裂紋，在固化模型之前，您一定要先移除支撐物。剛?cè)∠掠』〞r(shí)，印花還很柔軟，稍有延展性。這樣就可以輕松取下單個(gè)支撐物，而不必?fù)?dān)心薄薄的部分開裂或打印件大塊脫落。
對(duì)于有大量支撐物的模型，加熱可以讓移除過程變得更容易。比如，"將模型浸入熱水中約30秒。熱量會(huì)軟化支撐物，使其更容易脫落，并減少對(duì)模型的損壞。
對(duì)于只在特定區(qū)域的支撐物，熱風(fēng)槍也能起到同樣的效果。對(duì)于堅(jiān)硬或較大的支撐物，用剪線鉗將支撐物靠近模型剪掉是個(gè)不錯(cuò)的選擇。剩余的凸起部分可以用鋒利的手工刀刮掉，以達(dá)到最佳效果。避免用手去除支撐物，因?yàn)檫@樣會(huì)造成挖痕和小缺陷。
移除所有支撐物后，可在紫外線固化站或強(qiáng)烈的陽光直射下對(duì)物體進(jìn)行固化。后固化可使印刷品變硬并消除任何殘留粘性。固化后，打印件的硬度足以進(jìn)行打磨，從而去除任何殘留的支撐元素。先用220或400粗細(xì)度的砂紙打磨，然后再慢慢往上打磨。打磨時(shí)一定要戴上防護(hù)面罩。
通過打底、上色和密封，您可以將打印作品提升到一個(gè)新的水平。之后，您的樹脂成品就可以使用或展示了！
編譯整理：ALL3DP
