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用3D打印验证「注塑」模型?这个坑你要提早知道

我们打印模型时会遇到各种情况,有的模型本身就是镂空的零件,尤其是要注塑的模型,或是准备sla打印的模型。这些场景下的模型,它们往往都是内部镂空,上下方向有减小压强的漏液孔。如果我们直接使用FFF打印机打印,就会出现下图的这种塌陷的情况

用3D打印验证「注塑」模型?这个坑你要提早知道

我们打印模型时会遇到各种情况,有的模型本身就是镂空的零件,尤其是要注塑的模型,或是准备sla打印的模型。这些场景下的模型,它们往往都是内部镂空,上下方向有减小压强的漏液孔。如果我们直接使用FFF打印机打印,就会出现下图的这种塌陷的情况——

探究塌陷变形的原因

 

在观察打印过程中,我们发现模型内大部分空间都没有被填充,而且模型壁非常薄。正因为是镂空零件,所以认定为实体的部分仅有壳体部分。

查看模型剖面图,我们发现模型外部虽然和普通模型相同,但模型内部镂空,就需要一层壳体。模型壁厚仅有0.4mm,导致模型强度非常低。这些看不见的镂空,可以帮助其他加工方式节省材料,但对于3D打印却会带来打印的风险。

镂空零件被打印的部分仅有壳体,并不像普通模型内部也被认定为实体。

正因为镂空零件内部,不被认为是实体,所以也不会被填充。

如何无视掉它的镂空?

答案是在Ultimaker Cura中打开“移除所有孔洞”功能。

我们如何设置这个功能?

首先点击右侧打印设置中的“自定义”。

点击网格修复栏目中的移除所有孔洞。

我们打印使用的是自定义参数,来进行了对比测试,层高设定为常用的0.2mm。填充设置得比较低,达20%,基本不影响我们的测试需求。本次使用的是黄色Ultimaker PLA耗材打印。

对比模型展示

打开“移除所有孔洞”后,模型顶面塌陷情况得到了明显改善。内部的网格填充起到了有效的支撑作用,顶面更加平整无瑕。同时此功能也带来了一项弊端,就是上下方向的孔洞会被判定为镂空被填充上。

侧面孔洞有了网格填充的支撑,也更加平整,减少了毛刺。模型变成整体后,壁厚也被增加了,强度更高,外观更整齐。

顶面不光解决了塌陷问题,表面质量也有了质的提升。挤出线条排列整齐有序,连接紧密,不再出现关闭状态下的筛网状。

重量方面,打开“移除所有孔洞”的模型重22.6g,关闭“移除所有孔洞”的模型重7.5g,重量增加了15.1g。增加的重量即为增加的网格支撑以及增加的壁厚重量,所以模型强度也更好。

总 结

有些模型,尤其是用于注塑成型等制造技术的模型,往往具有不可⻅的内部镂空,壁厚也非常地薄。模型原本的镂空设计可能是为了节省材料,但3D打印存在一些限制因素,导致这些模型打印情况更糟。因为没有填充支持,顶部外观往往会下垂。

正常情况我们需要在建模软件内重新建模,或者在修模软件内添加上内部实体。但在Ultimaker Cura里“移除所有孔洞”为我们提供了一种简单的解决方案,开启该功能后,Ultimaker Cura会为我们生成填充。但这个功能也有一个弊端——Ultimaker Cura只会⽔平地查看切片是否完全封闭,而⽆法查看顶部或底部的孔洞,所以导致上下孔洞会被填补上。

除了这个应⽤外,通常我们也可以用来修复STL。在预览界面,如果你查看层⾯看到异常,可能是STL文件有问题。这可能是从3D CAD 导出成STL时产生了错误,或者3D CAD的模型本身不符合3D打印设计。用这样的设置,能够把模型打印出来,但仍然会有一些限制。毕竟是3D模型设计错误,那还是必须在3D CAD里进行修改,或用专门的修复软件来进行修复。

Ultimaker 的独特优势

Ultimaker Cura的强大功能,让我们如此快速地解除打印模型的风险。通过预览我们可以在打印前就能发现,模型镂空带来的塌陷薄壁等风险。并在“网格修复”下打开“移除所有孔洞”功能,来解除我们的打印风险。

依托Ultimaker S5的玻璃平台,使得打印模型底部平整光洁。即便没有打开“移除所有孔洞”功能的模型,底部壁厚仅为0.4mm也能打印得非常出色。

Ultimaker Cura

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