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真相值得挖 桌面级FDM 3D打印机精度如何?

天极网办公外设频道 2016. 05. 30 作者:潇冷 责编:肖医
我要吐槽

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  【天极网企业频道】由于接触少,或者厂商大肆宣传的缘故,又或者是理论知识与实际使用存在差距,所以人们围绕着桌面级FDM 3D打印机的精度产生了疑惑或者形成一种话题讨论。很多网友表示FDM机型在实际使用过程中能够达到的精度并没有理论上那么高,甚至觉得精度只能达到0.1mm。感兴趣的缘故,笔者方写了这边文章,以让更多的朋友了解FDM(熔融层积成型技术),了解FDM机型精度提高存在的困难性。

真相值得挖 桌面级FDM 3D打印机精度如何?
图源网络,本图只是描述FDM机型原理

  热议是这样的,“众所周知,桌面级FDM机型的精度在实际上可能在0.2mm左右,理论上各厂商都是标0.1mm,但是有人说他家FDM机器能达到0.02mm,确实值得考量”,这个问题在3D打印网站3D虎的“头条·今日话题”展开。下面我们具体看下FDM机型的打印精度吧!

FDM周边与精度相关因素

  熔融层积成型技术也就是FDM,采用步进机前后左右移动,成型平台向下移动的方式制造成品,材料统称线材(FDM机型使用的材料一般做成“线”型)所以在这个过程中,步进机、线材、喷嘴扮演着十分重要的角色。步进机移动的快慢、喷嘴喷射被融化的线材的速度等都可能对精度产生影响。甚至,3D打印行业有个悖论“精度和速度不能得兼”。

  有个3D打印精度的说法,类似2D打印中的打印质量,主要看打印出来的物体在各个方面的综合表现。3D打印精度跟层厚有关,甚至层厚厚的话,成品有可能在打印支撑的时候失败,也就是走线或者物体外面也有填充完整,致使整体美观度和实用度。所以与其说精度,倒不如把精度看成层厚。现在关于层厚能够达到的程度有多种说法,大抵为0.1mm、0.2mm、0.025mm。你觉得在实际使用过程中,打印层厚能够达到多少?

实践检验真理

  理论上,层厚跟喷嘴的半径有关,也和步进机移动的速度有关,但最关键的因素在于计算的精细度。和开源购买的零件自己DIY一台3D打印机相比,正规3D打印厂商生产的3D打印机的精度要高。然而有些FDM机型厂商在精度方面都有些建树,甚至能做到0.025mm。不过厂商宣传是一方面,能否达到这个精度另当别论了。小编认为,FDM机型能够达到0.2mm的精度比较合常理,而0.1mm,甚至更小的层厚,则我们需要半径更小的挤出头。

  由于能否达到这个精度,理论上只要挤出机的半径达到之后就行了。但这是理论上的,实际使用过程中,还存在其他的附加条件,例如线材过细容易断开、打印时间过长而无法保证打印的连贯性等等,这些都是遇到的问题。关于3D打印机的精度高不高,那我们只能自己尝试了,毕竟实践是检验真理的唯一标准。关于“试试”,笔者倒是有一些可供参考的方法。

三种方法供参考

  对比是屡试不爽的方法之一,一般情况下,3D打印机厂商都会配置一款专门用于调节模型大小、方位,设置层厚或者速度的桌面软件,在操作软件下,用户可以将模型格式改为Gcode格式,以便于3D打印机读取。也就是在桌面软件下,用户可以将层厚0.1mm、层厚0.2mm、层厚0.025mm的物体打印出来,打印出来的物体可以做对比,如果有差别那就是精细度高。

真相值得挖 桌面级FDM 3D打印机精度如何?
可以打印一些镂空物体,图源网络

真相值得挖 桌面级FDM 3D打印机精度如何?
也可以打印需要支撑的物体,图源网络

  3D打印难度大的物体也是一种方式,建议镂空的物体或者打印存在支撑的物体。我们知道,倾斜、内部空心的物体,3D打印机必须打印些许支撑,方能使整个物体打印完整。如果精度度不高的话,镂空物体或者支撑物体很有可能走样,这也是一种考验精细度的一种方式。

FDM 3D打印机的悖论

  前文提及,FDM机型有个悖论:速度和精度不能得兼。一方面,当精度高的时候,喷头描述物质比较细致,步进机移动的速度就会减缓,所以一般打印都会需要大家的耐心等待,而在这个过程中,用户不得不担心的问题就是线材断了或者线材堵头,最后导致整个打印的失败。也就是说,精度高的3D打印一般消耗的时间长,速度慢。

  当速度快的时候,步进机和喷头并不能很好的描述打印的物体,以致造成物体走丝现象严重,甚至出现缺一块、多一块的现象,显然这样的3D打印并不是完美的,成型精度大大折扣。所以,业内一直在讨论如何在不影响速度的情况下提高打印的精度和如何在保证精度的情况下提高速度,显然研究第二种的比较多。

写在后面的话

  FDM机型能够达到的精度也需要许多附加条件的支撑,争论FDM的精度只是为了更好地了解这项技术,毕竟讨论出真知。在本文中,笔者就自己对FDM 3D打印机能够达到的精度的看法进行了阐述,理论上的事情需要许多条件的支撑,我们需要具体了解这个产品的精度就需要多听、多看、多尝试。毕竟,如果FDM能够达到0.25mm,那么SLA机型就不会那么贵了。

作者:潇冷责任编辑:肖医)
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