如何正确地3D打印小塑料件--最佳技巧

Roy Hill 17-06-2023
Roy Hill

如果你没有正确的建议或技巧,在3D打印机上打印小零件可能会很棘手。 有一些有用的东西,你应该知道3D打印小物体,所以我决定在这篇文章中写一下。

要3D打印小的塑料零件,请使用足够好的层高,如0.12毫米,同时使用可以处理较低层高的3D打印机。 一次打印多个对象有助于冷却,以减少翘曲。 你可以3D打印校准模型,如3D Benchy,以拨出设置,以及温度塔。

这是基本的答案,所以继续阅读本文,了解3D打印小零件的最佳方法。

    3D打印小零件的最佳技巧

    在确定了没有正确的技巧可循的情况下,3D打印小零件可能很棘手的事实后,我想出了一个你可以在3D打印小零件中应用的最佳技巧清单,它们包括;

    • 使用一个好的层高
    • 使用低分辨率的3D打印机
    • 一次打印多个对象
    • 对你的材料使用推荐的温度和设置
    • 3D打印一个Benchy来测试小零件的质量
    • 使用足够的支持
    • 小心翼翼地拆除支撑物
    • 使用最短的分层时间
    • 执行筏子

    使用一个好的层高

    对于3D打印小零件,你要做的第一件事是使用一个好的层高,以带出你所寻找的质量和细节。 3D打印小零件是相当困难的,所以在大多数情况下,使用大约0.12毫米或0.16毫米的层高应该相当好。

    层高的一般规则是介于喷嘴直径的25-75%之间,因此,对于一个标准的0.4毫米喷嘴,你可以舒适地使用0.12毫米的层高,但你可能在使用0.08毫米的层高时遇到麻烦。

    你之所以看到层高以0.04毫米为增量,是因为这些是基于3D打印机移动方式的最佳值,尤其是步进电机。

    由于这个原因,你通常会使用0.12毫米的层高而不是0.1毫米的层高来获得更好的质量。 甚至Cura也将层高默认为这些值。 关于这个问题的更好解释,请查看我的文章《3D打印机的神奇数字:获得最佳质量的打印件》。

    因此,为你的小型3D打印作品尝试不同的层高,看看你能接受什么样的质量。 层高越低或分辨率越高,这些打印的时间就越长,但对于较小的打印作品,时间差异应该是太明显了。

    如果你确实需要一个低于0.12毫米的层高,请确保改变你的喷嘴直径,使其处于25-75%的范畴,如0.2毫米或0.3毫米的层高。

    你可以用一个相当好的价格买到LUTER的24个喷嘴套装,所以可以随时查看一下。

    它配备了:

    • 2 x 0.2mm
    • 2 x 0.3mm
    • 12 x 0.4mm
    • 2 x 0.5毫米
    • 2 x 0.6毫米
    • 2 x 0.8毫米
    • 2 x 1.0mm
    • 塑料存储盒

    请看下面的视频,它显示你仍然可以用0.4毫米的喷嘴获得真正的小3D打印。

    使用低分辨率的3D打印机

    当涉及到质量和高分辨率时,一些3D打印机比其他的要好。 你可能已经看到了你的3D打印机的规格,其中详细说明了分辨率有多高。 许多长丝3D打印机可以达到50微米或0.05毫米,但有些上限是100微米或o.1毫米。

    使用能够处理更高的分辨率的3D打印机将更有利于生产较小的零件,但这并不是获得你可能想要的零件的必要条件。 这真的取决于你试图达到什么水平。

    如果你正在寻找具有高分辨率的真正小零件,你可能更适合使用树脂3D打印机,因为它们的分辨率可以达到仅10微米或0.01毫米层高。

    你可以用长丝打印机制作出很好的小型3D打印作品,但你将无法从一台优秀的树脂3D打印机中获得同样的细节和质量。

    Jazza的这段视频是一个很好的例子,说明你可以用树脂打印机进行多小的3D打印。

    一次打印多个对象

    在打印小零件时,你应该考虑的另一个有价值的提示是一次打印多个零件。 这个提示对外面的其他用户很有效。

    将多个部件打印在一起,可以确保每个部件有足够的时间让每一层冷却,并减少部件上的热量辐射。 你甚至不需要复制物体,只需打印一些基本的东西,如方形或圆形的塔。

    你的打印头不是直接进入下一层,不允许小层冷却,而是会移动到构建板上的下一个物体,并在移动到另一个物体之前完成该层。

    最好的例子通常是像金字塔一样的东西,当它到达顶部时,挤压所需的量会逐渐减少。

    刚挤出的层不会有很多时间来冷却和硬化,以形成一个坚实的基础,所以在一次打印中拥有多个金字塔意味着它在到达第二个金字塔时有时间来冷却。

    这将增加打印时间,但真的没有你想象的那么多。 如果你看一下一个对象的打印时间,然后把多个对象输入Cura,你不会看到总体上增加多少时间,因为打印头的移动相当快。

    除此之外,你应该通过这样做获得质量更好的小型3D打印作品。

    一个标准的3D Benchy显示,估计打印时间为1小时54分钟,而2个Benchys则需要3小时51分钟。 如果你把1小时54分钟(114分钟)然后加倍,那就是228分钟或3小时48分钟。

    根据Cura的数据,3D Benchys之间的旅行时间只会多花3分钟,但请检查时间的准确性。

    如果你做重复的模型,请确保将它们放在靠近对方的地方,以尽量减少串联。

    为您的材料使用推荐的温度& 设置

    在3D打印中使用的每一种材料都有自己的准则或要求,在使用该材料时要遵循这些准则或要求。 你要确保你得到你要打印的材料的正确要求。

    大多数准则或对材料的要求大多出现在用于密封产品的包装上。

    即使你一直在使用一个品牌的聚乳酸,而你决定购买另一家公司的聚乳酸,在制造上也会有差异,这意味着不同的最佳温度。

    我强烈建议你3D打印一些温度塔,为你的小型3D打印部件拨出最佳打印温度。

    请看下面的视频,了解如何创建自己的温度塔,并实际为你的灯丝获得最佳温度设置。

    这基本上是一个温度校准3D打印,它有多个塔,你的3D打印机会自动改变温度,所以你可以看到一个模型的温度变化带来的质量差异。

    你甚至可以更进一步,确保3D打印小的温度塔,以便更好地模仿你计划制作的3D打印品的类型。

    用3D打印技术测试小零件的质量

    现在我们的温度已经调好了,如果你想准确地3D打印小零件,我建议你做的一件关键事情是像3D Benchy那样进行校准打印,即所谓的 "酷刑测试"。

    3D Benchy是目前最受欢迎的3D打印产品之一,这是有原因的,因为它可以帮助你评估你的3D打印机的性能,可以从Thingiverse轻松下载。

    一旦你调好了你的最佳3D打印温度,试着在该最佳温度范围内创建几个小的3D Benchys,看看什么对表面质量和悬空等特征最有效。

    你甚至可以3D打印多个3D Benchys,以便更好地复制你要做的事情,从而获得最好的小型塑料3D打印零件。

    这真的是关于3D打印的测试。 一个用户发现他们需要比平时更低的温度来打印小零件。 他们尝试3D打印一个Benchy,发现更高的温度会导致船体有时变形和扭曲。

    See_also: 如何在你的3D打印机上设置OctoPrint - Ender 3 & More

    下面是一个按比例缩小到30%的3D Benchy,在0.2毫米的层高下只需10分钟就能完成3D打印。

    你想把它作为一个基准,看看你希望你的3D打印作品有多小,看看你的3D打印机在处理这种尺寸的模型时能有多好的表现。

    你可能最终不得不改变你的喷嘴和使用较低的层高,或改变打印/床的温度,甚至冷却风扇的设置。 试用和错误是成功打印小模型的一个关键部分,所以这是你可以提高你的结果的一个方法。

    使用适当的支持

    有一些模型可能需要你把一些零件打印得又薄又小。 你也可能有一些模型需要打印得很小。 小的或薄的打印零件往往需要有足够的支撑。

    在长丝打印方面,如果没有良好的基础或支撑物,小零件将很难被3D打印出来。 树脂打印也一样,因为有吸力,会导致薄而小的零件断裂。

    对于较小的模型,获得正确的位置、厚度和支撑物的数量是很重要的。

    我强烈建议学习如何使用自定义支撑,以便真正为你的小模型拨出完美的支撑数量和支撑尺寸。

    小心翼翼地拆除支撑物

    在3D打印小零件时,支撑物绝对是必不可少的结构。 把它们从打印件上取下来是你要充分注意和小心的一件事。 如果支撑物的移除方法不正确,有可能会破坏打印件,甚至使其破裂。

    在这里,你首先要做的是弄清楚支撑物与模型连接的确切点。 当你分析到这一点时,你已经为自己确定了路径,你将把支撑物从印刷品上分离的问题降到最低。

    确定之后,拿起你的工具,从支撑物的薄弱点开始,因为这些地方很容易弄开。 然后你可以去找大的部分,小心地切割,以免破坏印刷品本身。

    当涉及到3D打印小零件时,小心翼翼地移除支撑物是你要注意的一个伟大的提示。

    我建议你买一个好的3D打印后期处理套件,如亚马逊的AMX3D 43件3D打印机工具套件。 它包含各种有用的配件,用于适当的打印移除和清理,如:

    • 一把去除印刷品的铲子
    • 镊子
    • 小型文件
    • 带6个刀片的脱毛工具
    • 窄头钳
    • 17件三层安全爱好刀组,13个刀片,3个手柄,箱子&;安全带
    • 10件式喷嘴清洁套装
    • 3件套刷子,包括尼龙、铜& 钢刷子
    • 纤丝剪

    这对于3D打印小零件和最大限度地减少损坏,同时增加使用的便利性,将是一个很好的补充。

    使用最短的铺设时间

    如果没有足够的时间让刚挤出的层冷却并为下一层硬化,小型3D打印件就会有下垂或翘曲的趋势。 我们可以通过设置好最小层时间来解决这个问题,这是Cura中的一个设置,可以帮助你防止这种情况。

    Cura的默认最小图层时间为10秒,这应该是一个相当好的数字,可以帮助图层冷却。 我听说,即使在热天,10秒也应该足够了。

    See_also: 3D打印的食品味道好吗?

    除此以外,使用一个好的冷却风扇管道来帮助在零件上吹冷空气,将有助于这些层尽快冷却下来。

    目前最流行的风扇管道之一是来自Thingiverse的Petsfang Duct。

    执行筏子

    使用筏子进行小型3D打印有助于粘附,因此模型更容易粘在构建板上。 让小型打印件粘附可能很困难,因为与构建板接触的材料较少。

    筏子肯定有助于创造更多的接触面积,导致整个打印过程中更好的粘附性和稳定性。 通常的 "筏子额外保证金 "设置为15毫米,但对于这个30%比例的小型3D Benchy,我把它减少到只有3毫米。

    筏子气隙 "是指筏子与实际模型之间的间隙有多大,所以你可以测试这个值,看看印刷品是否容易移除而不损坏模型,或者你是否必须增加这个值,以便更容易移除。

    由于筏子接触到了构建板,它减少了实际模型本身的翘曲,所以它是一个很好的基础,可以承受热量,从而获得质量更好的小型3D打印。

    如何用小喷嘴进行3D打印

    在某些情况下,用小喷嘴进行3D打印可能具有挑战性,但一旦你了解了基本知识,要获得一些高质量的打印作品并不难。

    这位3D将军制作了下面的视频,详细介绍了他如何用极细的喷嘴成功进行3D打印。

    如前所述,你可以给自己买一套LUTER 24 PC的喷嘴,为你的3D打印之旅获得一系列的大小喷嘴。

    他谈到使用直接齿轮挤出机更适合使用这些较小的喷嘴进行3D打印,所以我建议去升级以获得最佳效果。

    亚马逊的Bondtech BMG挤出机是一个高性能、低重量的挤出机,可以改善你的3D打印,你不会走错。

    你可能想测试一下不同的印刷速度,看看对表面质量的影响。 我建议从30毫米/秒左右的低速度开始,然后增加速度,看看有什么不同。

    线宽也是使用小喷嘴印刷的一个关键部分。 使用较小的线宽可以帮助印刷更多的细节,但在许多情况下,大多数用户建议使用与喷嘴直径相同的线宽。

    默认的打印速度可能会导致材料在挤出机中的流动出现问题。 在这种情况下,你可以尝试将速度降低到大约20-30mm/s。

    在使用小喷嘴打印时,需要对您的3D打印机和喷嘴进行适当的校准,因此关注细节是非常重要的。

    你肯定想校准你的电子步枪以获得最佳效果。

    小部件的最佳Cura设置

    如果你对切片软件太熟悉的话,获得最佳的Cura设置可能是一个相当大的任务。 为了找到Cura切片软件的最佳设置,你可能要从默认设置开始,然后逐一测试,直到找到能给你带来最佳效果的设置。

    然而,这里是小零件的最佳Cura设置,你可以在Ender 3中使用。

    层高

    层高在0.12-0.2毫米之间,用0.4毫米的喷嘴处理较小的零件,效果应该很好。

    印刷速度

    较慢的印刷速度通常会带来更好的表面质量,但你需要与印刷温度相平衡,以免过热。 我建议从30毫米/秒的印刷速度开始,以5-10毫米/秒的速度递增,以找到质量和速度的良好平衡。

    对于小零件来说,快速并不太重要,因为它们的制造速度相对较快。

    印刷温度

    开始时遵循你的品牌对印刷温度的建议,然后通过使用温度塔获得最佳温度,看看哪个温度能获得最佳效果。

    PLA的印刷温度通常在190-220℃之间,ABS在220-250℃之间,PETG在230-260℃之间,具体取决于品牌和类型。

    线路宽度

    在Cura中,线宽的默认设置是喷嘴直径的100%,但你可以提高到120%,看看是否能得到更好的效果。 在某些情况下,人们会提高到150%,所以我建议你自己做测试,看看什么对你最有效。

    填充物

    对填充物的最佳建议是对非功能部件使用0-20%,对一些额外的耐用性使用20%-40%的填充物,而对可能经历相当程度的力的重用部件,你可以使用40%-60%。

    如何修复不粘的3D打印小零件

    在3D打印小零件时,你可能面临的一个问题是,它们有可能脱落或不粘在构建板上。 这里有一些提示,如果你遇到这些问题,你可以试着潜在地解决这个问题。

    • 使用筏子
    • 提高床铺温度
    • 使用粘合剂,如胶水或发胶
    • 铺设Kapton胶带或蓝色油漆带等胶带
    • 确保通过使用长丝烘干机将长丝的水分完全烘干。
    • 通过清洁床面来清除灰尘
    • 整平床面
    • 试着改变构建板

    我想做的第一件事是实施一个筏子,以便有更多的材料粘在构建板上。 然后你想继续提高床层温度,使长丝处于更多的粘合状态。

    然后,你可以用胶水、发胶或胶带等溶液粘在构建板上,以增加小零件的粘性。

    如果这些提示不起作用,那么你要看看你的灯丝,确保它不是旧的或充满水分,这会影响印刷质量和对床的附着力。

    随着时间的推移,床面会开始聚集灰尘或污垢,所以一定要定期用布或餐巾纸清洁床面,确保不要用手指触摸床面。

    整平床面也非常重要,但对较小的零件来说就不那么重要了。

    如果这些都不起作用,可能是构建板本身的问题,所以改用像PEI或玻璃床的胶粘剂应该可以解决问题。

    Roy Hill

    Roy Hill is a passionate 3D printing enthusiast and technology guru with a wealth of knowledge on all things related to 3D printing. With over 10 years of experience in the field, Roy has mastered the art of 3D designing and printing, and has become an expert in the latest 3D printing trends and technologies.Roy holds a degree in mechanical engineering from the University of California, Los Angeles (UCLA), and has worked for several reputable companies in the field of 3D printing, including MakerBot and Formlabs. He has also collaborated with various businesses and individuals to create custom 3D printed products that have revolutionized their industries.Aside from his passion for 3D printing, Roy is an avid traveler and an outdoor enthusiast. He enjoys spending time in nature, hiking, and camping with his family. In his spare time, he also mentors young engineers and shares his wealth of knowledge on 3D printing through various platforms, including his popular blog, 3D Printerly 3D Printing.