SLS 3D打印模型定向的8个规则

•    发布时间：2023/04/14
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【概要描述】 3D打印使得创造传统制造工艺无法实现的形状成为可能。但为了获得最佳效果，仅仅加载模型并开始3D打印是不够的。正确的零件方向是成功的关键。虽然更改模型的方向通常会被跳过，但它对最终零件的机械特性、质量和表面光洁度有着重要的影响。

从本文中，您将了解到:


为什么打印方向在SLS(但不仅仅是)3D打印技术中至关重要？
零件方向如何影响强度、质量和精度？
如何通过改变零件的方向来实现更好的3D打印效果？


我们在这里关注的是SLS 3D打印技术，一些提示适用于其他流行的添加制造方法。一篇名为“增材制造设计中零件定位的考虑”，查了一下Paderborn大学的Guido Adam为AM准备的55个设计规则的目录。他们发现其中55%的人直接或间接地依赖于方向。这比在FDM或SLM的情况下要好，在这种情况下，甚至70%的规则都取决于方向，但仍然有很多需要考虑的问题，同时在3D打印床上定位您的模型。

 

无论我们说的是FDM(或FFF)、SLA还是SLS 3D打印，打印输出都是通过添加连续的层来创建的。3D打印的形状通常是层间最弱的。由于其各向异性特征，这在FDM技术中尤其明显，但是即使是像SLS这样的几乎各向同性的技术也必须处理这个问题。3D打印中如何处理层间薄弱？



获取更强的部分

规则一

将模型扭转45度O 分别在X轴和Y轴上，以实现各个方向的最佳强度。

这个规律对于所有的增材制造技术都是通用的，但是在SLS中最容易实现。改变方向，我们建议的方式也适用于FDM或SLA，但在这些情况下，您可能需要添加许多支撑结构，而在SLS 3D打印技术中，未烧结的粉末充当了天然的支撑，因此您不必担心耗时的后处理。说到时间——有些扭曲的零件需要更多的3D打印时间，尤其是平面零件。想象一个100 x 10 x 10毫米的长方体。如果是平面印刷(在长边上),它将只有57-133层，这取决于你选择的精度，但如果是扭曲的，则为45O只有在Y中，你会得到371层甚至870层，这将需要更长的时间来打印。

 

SLS 3D打印中的平面

我们倾向于选择3D打印技术，尤其是SLS，来制造传统制造工艺无法制造的零件，或者用老方法做太复杂或太昂贵。但是当涉及到简单、平坦的表面时，用3D打印机会变得更加困难。由于数控机器完美地切割了扁平尼龙长方体的边缘，当我们3D打印相同的形状时，它开始翘曲和弯曲。为什么会这样？



原因有几个，但大部分和温度有关。最明显的一种情况是，当你在模型冷却之前过快取出模型时。印刷零件与环境之间的巨大温差可能会导致收缩。在SLS技术中可以很容易地避免这种情况，因为打印机软件会监控冷却部件的温度，并防止您在打印温度对操作人员和部件本身都安全之前打开盖子。但是，一些大而平的部分还是会弯曲。原因是3D打印过程中热量的集中。当你打印一个立体的、长方体形状的平面，并且有完美的重叠层时，会有太多的热量集中，打印出来的东西会弯曲。

 

通常，烧结表面比周围环境更热。圆柱模型没有这一点，因为它们冷却均匀，而长方体有先冷却的角。

 

请记住，重力仍然在起作用，即使未烧结的粉末对打印的模型来说是相当坚固的支撑，它的下部也可能会稍微熔化。

 

您也可以通过在平面上添加肋条来解决这个问题，但前提是这不会改变3D打印元素的目标属性和用途。

 

规则二

为防止翘曲或弯曲，不要水平放置平面。将它们扭转45度o以实现不同表面的层不会彼此完全重叠。

 

 

让你的模特居中

均匀的热量分布是SLS 3D打印最重要的成功因素。最理想的是在3D打印床的中间。



规则三

为了获得最佳打印质量，请从打印台的底部中心开始放置您的模型。将下一个模型均匀地添加到印刷室的边缘和上方。

平均分配模型

保持零件靠近，但彼此不要太近，这是最有效的SLS 3D打印的最佳实践。4-6毫米的间隙效果最佳。您也可以将较小的物体放在较大的物体中，体验未烧结粉末的自支撑特性。均匀放置零件时，请记住每层都有相似的印刷区域。



为了获得最佳的印刷品质，相邻层之间的横截面积的差异应该尽可能小。

p(n-1)–p(n)-> 0

p(n)–p(n+1)-> 0

 

规则四

均匀分布模型，模型之间留有4-6毫米的间隙。将较小的零件放在较大的零件内，以提高效率。

 

光滑的表面

前面几段提到的打印输出下部的轻微熔化是一个缺点，但对于那些需要光滑表面的人来说可能是一个优点。在SLS 3D打印中，尤其是尼龙PA12相当光滑，但底部总是最光滑的。所以，如果你需要这样的特征，把你的模型朝向按钮。



规则五

模型的底部将具有最平滑的特征。从底部设置您最关心其平滑度的曲面。

 

尖锐边缘

为了获得最清晰的边缘或细节，请将它们朝向3D打印室的顶部。



规则六

模型的上部将具有最清晰和最详细的边缘。

 

尺寸精度

为了获得圆孔等元件的最佳精度，请将它们与印刷台平行放置。研究还表明，准确性还与其他因素有关。一篇名为“研究SLS参数对尺寸精度的影响“由维沙尔·夏尔马和夏兰吉·辛格证明，床温从173上升到176oc反映在更好地表示维度。另一个因素是层厚。层越厚，精度越低。如果3D打印零件彼此之间的距离过窄，也会降低精度。



 

规则7

如果可能，将孔、通道和开口平行于Z轴放置，以获得最佳质量。

 

活动件

SLS 3D打印技术经常被选择，因为它可以生产具有内部几何形状或移动几何形状的零件。为了一次打印零件并获得最佳效果，您应该在元件之间设计至少0.2毫米的功能间隙。对于这么小的间隙(初学SLS的用户甚至应该考虑0，5 mm)，方位可能也是至关重要的。如果可能，将移动部件放置在与Z轴平行的位置。



 

规则八

为了实现移动部件的最佳质量，设计一个0.2-0.5mm的功能间隙，并使模型平行于Z轴模型的旋转轴平行于Z轴。

 

结论

遵循这些SLS 3D打印方向规则将获得更好的打印质量、更坚固的零件、更锐利的边缘和最光滑的表面。以正确的方式定位模型是更广泛体验的一部分，包括改变3D打印机参数或应用附加制造的设计规则。所有这些结合起来将使你成为3D打印专家。

 

源文摘自：Sinterit