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2024-06-04 SLS 粉末燒結(jié)3D列印入門技巧指南 - 如何擺放3D模型？
SLS 3D列印入門技巧指南 - 如何擺放3D模型？
在SLS 3D列印中成功的兩大主要因素是控制熱量分布和模型的正確擺位——
第一個因素來自於3D列印機廠商工程師十多年來的經(jīng)驗和改進。
第二個因素則很大程度上取決於日常使用3D列印機操作者的知識。
了解3D模型擺放技巧前，我們先理解SLS雷射粉末燒結(jié)的運作方法 :
將薄層粉末均勻平鋪於列印平臺，以雷射光對列印範(fàn)圍打點並直接燒結(jié)粉末；接著平臺下降一層厚的高度，重複鋪粉及雷射，直到列印完成。待列印機內(nèi)部冷卻後，方可剝除緊實的粉末塊體並取出成品。
如何做出一個完美無瑕的3D模型？
這是一個大家常見的問題，但實際情況是：沒有一個100%完美的模型擺位。我們必須鎖定某個領(lǐng)域來獲得最佳結(jié)果，則需要在另一個領(lǐng)域做出妥協(xié)。所有SLS 或 SLA 3D列印技術(shù)中都是如此。所以我們建議遵循以下步驟並結(jié)合SLS的擺位原理，來確保你的模型和應(yīng)用獲得理想中的成果。
第一步 – 找出關(guān)鍵特徵
對於每個模型，指出最重要的特徵，如邊緣的銳利度、某部分的平滑度或其他必須完美列印的細(xì)節(jié)。如果有多個指標(biāo)，根據(jù)重要性對它們進行排序。下文介紹的詳細(xì)擺位規(guī)則往往是排他性的，這就是為什麼優(yōu)先級排序如此重要。
第二步 – 選擇最重要的特徵
在這一階段，應(yīng)該根據(jù)下文提到的規(guī)則旋轉(zhuǎn)模型。當(dāng)希望在下一次列印作業(yè)中列印的每個模型都旋轉(zhuǎn)完畢後，就可以進入下一步。
第三步 – 將模型擺位在列印床上
在這一步，你的目標(biāo)是用模型填充列印區(qū)域。需要記住一些規(guī)則，例如在頂部積累能量，並盡可能均勻地放置元素。
模型均勻分佈的原則在模型相當(dāng)均勻且容易以統(tǒng)一方式打包時最重要。如果模型非常不同，則最小的應(yīng)放在工作空間的底部，而最大的應(yīng)放在頂部。我們不希望將大體積模型放在底部，因為它在列印過程中會釋放能量並影響其他模型。
整理以下9個實用的SLS 擺位小技巧 :
1. 平滑表面
這是最基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則，要實現(xiàn)表面平整，你需要應(yīng)用雙重旋轉(zhuǎn)。
通過在一個軸上旋轉(zhuǎn)模型45度，然後在另一個軸上旋轉(zhuǎn)45度。
這技巧適合用在列印大型平面物體時，也是列印必須與其他零件兼容的零件的最佳擺位。
小缺陷是孔洞洞處會不太精確 ( 橘色區(qū)域 )，但在此示例中不是問題，因為這些可以再進行後處理，例如通過鑽孔洞、打磨等。
2. 各式孔洞&圓孔洞
在此情況下，平面會稍微彎曲。
第二種情況會更好，因為模型本身高度高，因此不會彎曲太多，孔洞會被完美地列印出來。
讓我們暫時反過來。有時候你會需要孔洞被完美地列印出來。這對於在意特定螺絲或螺母設(shè)計的孔洞很重要。
要獲得最佳的孔洞呈現(xiàn)，模型應(yīng)該平放，孔洞面向上。模型表面可能會彎曲
3. 特定表面的尺寸
所以你應(yīng)該能推測出 : 在SLS 3D列印技術(shù)中，最好的列印常常在XY軸上。每次你追求完美尺寸時，將模型平放，使應(yīng)保持尺寸的一面朝上。換句話說，沿Z軸適合排列的圓形元素。
圖中的藍線顯示了模型邊緣的完美列印。其尺寸可以與你計劃的一樣精確到毫米的十分之一。橘色區(qū)域可能會稍微向上彎曲，但在這種情況下，它不會影響物體的操作。在XY軸上不要旋轉(zhuǎn)，保持關(guān)鍵元素平坦。
4. 特定零件的機械強度
讓我們想象一個在某些部位需要特別強壯的模型。這是所有類型的手柄和鉤子必要考量點，在這裡看到的是一個具有必須足夠強壯以承受重載的鉤子的結(jié)構(gòu)。模型在XY軸上平放會稍微彎曲（在橘色區(qū)域），但標(biāo)記為藍色的關(guān)鍵部分將是最耐用的。
5. 銳利細(xì)節(jié)
如果你需要列印非常銳利的形狀，比如一些文字，應(yīng)該將模型向上擺位。即使模型的平面會稍微向上彎曲，小細(xì)節(jié)如字母也會是最銳利的。
6. 圓潤/光滑的表面
另一方面，我們有需要實現(xiàn)圓潤、光滑表面的情況。下圖的模型稍微複雜一些。設(shè)計師的目標(biāo)是實現(xiàn)藍色部分最光滑的形狀。為了使層次自然流暢，並且光滑沒有明顯的層次連接，模型應(yīng)該向下放置。
* 光滑與銳利是相反的概念，所以如果銳利的元素應(yīng)向上放置，光滑的則應(yīng)向下放置。
7. 相對表面
相對表面的問題在第一條規(guī)則中稍有描述。讓我們深入探討一下。
在這個模型中，我們用藍色標(biāo)出需要與另一模型匹配的表面。如你所見，它根據(jù)45/45度規(guī)則進行了旋轉(zhuǎn)，相對的表面面向上的部分比面向下的部分更銳利。
8. 可移動零件
SLS 3D列印技術(shù)在列印移動零件方面表現(xiàn)出色。要獲得最佳效果，旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)平行於Z軸。平面可能會稍微彎曲，但在像螺母這樣較厚的零件中，這不會影響列印功能。
9. 小而易損的零件
列印小而脆弱的零件需要一些妥協(xié)。在我們的經(jīng)驗中建議應(yīng)該向下放置。列印後，這些部分的澆注量會比模型頂部的部件稍多，抗壓性也會更強。
SLS 粉末燒結(jié)3D列印模型擺放的附加規(guī)則
上述九個原則是針對特定設(shè)計需求制定的。但在規(guī)劃SLS 3D列印時，你需要了解一些重要的考量點 :
1. 將第一個元素放在XY層的中間和底部。
2. 如果一次列印很多元素，保持它們在Z軸的中間，最好是倒金字塔形狀。
3. 不要將能量封閉在模型中，如列印類似坦克的物體，開口應(yīng)面向上。
4. 平面或大半徑曲面以小角度放置在列印床上將有明顯層次。
5. 如果不確定，遵守45/45度旋轉(zhuǎn)的黃金規(guī)則。
能量分佈
SLS 3D列印在一個封閉的、可控的環(huán)境中進行，未燒結(jié)的粉末被加熱到略低於材料熔點的溫度。床周圍有專門為此目的放置的加熱器。雷射的作用是添加額外的能量以將粉末熔化成所需的形狀。
Sinterit列印機能夠使用不同熔點的不同材料進行列印，因此在Sinterit Studio軟體中準(zhǔn)備列印時選擇合適的粉末很重要。列印機將相應(yīng)地操作。
防止模型彎曲的另一種方法是將其中空。中空的模型仍然相當(dāng)堅固，更輕、列印後可以輕鬆移除未燒結(jié)的粉末。
總結(jié)
SLS 3D列印技術(shù)提供了很大的自由度，限制很少。遵循上述規(guī)則，可以更容易地實現(xiàn)目標(biāo)，減少錯誤，獲得更好的列印結(jié)果和更實用的零件。如有需要，可以立即聯(lián)絡(luò)我們了解更多SLS 3D列印機的詳細(xì)資訊。
Sinterit Nils 480 3D列印機列印成品：
Sinterit Lisa X SLS 3D列印機 列印成品
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參考資料