Влияние высоты слоя на 3D-печать
Все процессы 3D-печати формируют детали поэтапно. Из-за аддитивной природы 3D-печати толщина каждого слоя определяет разрешение печати так же, как количество пикселей определяет разрешение телевизионного или компьютерного монитора. Высота нижнего слоя обычно приводит к деталям с более плавными поверхностями. Недостатком является то, что чем ниже высота слоя, тем дольше требуется печать.
Для дизайнера важно определить, важны ли эстетика (более гладкая поверхность) или экономия времени (и стоимости). В этой статье мы обсудим преимущества и ограничения использования разных высот слоя в 3D-печати.
3 части FDM, напечатанные на 50, 200 и 300 микрон (слева направо)
Макросъемка отпечатков FDM (50, 200 и 300 микрон слева направо) показана в том же масштабе для сравнения.
Почему высота слоя важна?
Для некоторых процессов печати (таких как SLS , Material Jetting или SLM / DMLS ) выбор высоты слоя не очень важен, так как их разрешение по умолчанию уже подходит для большинства приложений или высота слоя уже задана производителем станка.
Для других процессов (например, FDM и SLA) высота слоя является важным параметром дизайна, который влияет на время печати, стоимость, внешний вид и физические свойства печатной части.
Часто визуальная разница между частями, напечатанными при 100 мкм и 200 мкм, очень мала. Тем не менее, часть на 100 мкм займет вдвое больше времени для печати (3D-принтер должен будет трассировать в два раза больше поперечных сечений), и это скажется на стоимости.
Какова типичная высота слоя для каждого процесса?
В приведенной ниже таблице приведена типичная (и «стандартная») высота слоя для каждого из наиболее распространенных процессов 3D-печати:
Типичная высота слоя
FDM 50-400 мкм (наиболее распространенный: 200 мкм)
SLA / DLP 25 – 100 мкм (наиболее распространенный: 50 мкм)
SLS 80 – 120 мкм (наиболее распространенный: 100 мкм)
Material Jetting 16 – 30 мкм (наиболее распространенный: 16 мкм)
Binder Jetting 100 мкм
DMLS / SLM 30 – 50 мкм
Как выбрать высоту нижнего слоя?
Перед выбором высоты слоя рассмотрим следующий вопрос:
- Геометрия детали : имеет ли ваша 3D-модель искривленные поверхности или отверстия?
- Использование: Является ли функциональность или внешний вид основным показателем?
- Последующая обработка : будет ли деталь закончена после 3D-печати и перед ее использованием?
Кривые и углы
Степирующий эффект становится более распространенным в областях большей кривизны.
Воздействие высоты слоя более заметно на кривых и углах и менее заметно на прямых вертикальных стенах из-за поэтапного характера 3D-печати.
Например, чтобы печатать отверстие вдоль горизонтальной оси, программное обеспечение принтера должно нарезать круговое отверстие на несколько слоев, а затем складывать их друг над другом, создавая негладкий край, который выглядит как лестница. Это называется степпирующим эффектом и становится более заметным на поверхностях с большей кривизной.
Если конструкция включает значительное количество кривых, углы или отверстия с использованием высоты нижнего слоя приведут к более точной части.
Визуальный внешний вид или функциональность?
Схема поэтапной конструкции трехмерной печатной части
Высота слоя будет влиять на вертикальное разрешение детали, влияя на ее гладкость.
Если внешний вид является главной проблемой, то выбор высоты нижнего слоя идеален, так как это приведет к более гладкой отделке.
С другой стороны, при 3D-печати предпочтительной является использование функциональной части с более высокой высотой слоя, поскольку это приведет к экономии времени и затрат и улучшению механических характеристик. Например , детали FDM, напечатанные в PLA при высоте слоя 300 мкм, имеют на 20% большую прочность, чем детали, напечатанные при 100 мкм.
Постобработка
При определении высоты слоя важно также рассмотреть вопрос о том, будут ли детали обрабатываться после обработки. Более высокая высота слоя может быть лучшим выбором, если часть будет шлифоваться, ацетон сглаживается или окрашивается.
Эмпирические правила
- Выберите высоту нижнего слоя для деталей с искривленными поверхностями или когда внешний вид очень важен.
- Более высокая высота слоя быстрее и экономичнее и приведет к деталям с улучшенными механическими свойствами.
- Если детали будут обработаны после обработки, высота слоя не так важна.
