3D打印樹脂加支撐的提示和技巧
魔猴君 知識堂 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，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，請繼續(xù)閱讀！
樹脂3D打印基礎(chǔ)知識
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)由像素數(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，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)將物體的各個部分固定在打印平臺上，剛固化的層可能會粘在容器底部并破裂。
請記住，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，否則這些微粒可能會在打印件上產(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）。
對于較大的打印件，缺乏支撐會導(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也會發(fā)生分層。這會立即破壞打印件，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，請繼續(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，就會出現(xiàn)一個帶有角度測量值的面板，三軸輪子會出現(xiàn)在工作臺的中間。
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空間都會下垂，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、中號和大號。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。不同的尺寸會導(dǎo)致整個印刷過程中的應(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剛性結(jié)構(gòu)，以抵消應(yīng)力較大的區(qū)域。缺點(diǎn)是會留下大量支撐痕跡，需要長時間的后期處理。
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問題。
對于具有大量精細(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)和錯誤。請記住，支撐物太多總比太少好。
3、生成支撐
當(dāng)自動支撐失效時（來源：PhantomShot811 via Reddit）
近年來，自動支撐結(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)的自動支撐功能不盡如人意，請不要著急。在幾乎所有的樹脂切片機(jī)中，手動支撐結(jié)構(gòu)都能補(bǔ)充自動支撐結(jié)構(gòu)的不足。只要你知道要注意什么，它們就能修復(fù)計算機(jī)遺漏的問題。
手動添加支撐物需要一定的時間，但如果與自動生成支撐物結(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。在搜索需要支撐的區(qū)域時，請記住是錨定零件，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)域添加支撐也是個好主意。
孤島通常是影響支撐位置的最大因素，漏掉一個孤島可能會導(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，該島就會被打印到稀薄的空氣中（或者說，打印到樹脂槽中）。要識別孤島，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。如果自動支撐功能遺漏了其中一個位置，只需對該區(qū)域進(jìn)行手動支撐即可。
在使用切片機(jī)的自動生成支撐功能時，請記住，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，打印件往往會因移動、壓力和其他力而從印版上脫落。雖然固化時間會因品牌和成分而異，但通常情況下，固化時間最好是印版固化時間的八倍。過度固化會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，放大筏子以增加附著力會特別有用。高或重的物體會對筏造成更大的壓力。
雖然對筏板粘附力的強(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)試印版上的時間是值得的。
5、移除支撐和后處理
請務(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支撐物并檢查好每一個角度后，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，印花還很柔軟，稍有延展性。這樣就可以輕松取下單個支撐物，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。熱量會軟化支撐物，使其更容易脫落，并減少對模型的損壞。
對于只在特定區(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不錯的選擇。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
