FDM 打印小貼士：如何避免打印過程中的過度擠出問題？

導(dǎo)讀：增材制造能夠創(chuàng)建復(fù)雜而精密的結(jié)構(gòu)，為用戶提供無與倫比的設(shè)計(jì)自由度。根據(jù)最新的2023 年 Hubs 報(bào)告，F(xiàn)DM 打印技術(shù)（也稱為熔融沉積建模）因其易用性和用戶友好性而成為最受歡迎的 3D 打印工藝。

△Hubs 報(bào)告中71% 的參與者表示，他們在 2022 年 3D 打印的零件比上一年更多

然而，與任何打印方法一樣，在熔合分層過程中都可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致打印件不美觀或無法使用，例如出現(xiàn)起瘤、拉絲、翹曲等問題。本期文章主要聚焦于如何解決 FDM 打印過程中可能出現(xiàn)的另一個(gè)常見問題：過度擠出。

當(dāng) 3D 打印機(jī)的擠出機(jī)沉積過多的材料時(shí)，就會(huì)發(fā)生過度擠出，通常會(huì)導(dǎo)致打印部件邊緣凸出和膨脹。此外，各個(gè)層的厚度可能不一致，導(dǎo)致表面不平整且不美觀。隨著時(shí)間的推移，過多的材料流量甚至?xí)��?dǎo)致噴嘴堵塞。在以下內(nèi)容中，我們將一一列舉過度擠出的可能原因，并提供對(duì)應(yīng)的潛在解決方案，以避免在將來的打印中出現(xiàn)此錯(cuò)誤。

△過度擠壓表現(xiàn)為部件邊緣過度膨脹以及缺乏精度和細(xì)節(jié)（照片來源：Creality）

在大多數(shù)情況下，過度擠出可歸因于打印溫度過高。當(dāng)3D打印機(jī)上的溫度設(shè)置太高時(shí)，細(xì)絲熔化太快，擠出機(jī)失去對(duì)流速的控制。因此，較高的溫度設(shè)置會(huì)產(chǎn)生更具流動(dòng)性的擠出材料。在這種情況下，冷卻風(fēng)扇無法快速冷卻燈絲，導(dǎo)致材料流過噴嘴不受控制且過多。過度擠出的另一個(gè)影響因素是所用細(xì)絲的直徑。如果細(xì)絲的直徑小于噴嘴，它可能會(huì)過快地通過，導(dǎo)致過度擠出。同樣，切片機(jī)軟件中不正確的細(xì)絲直徑設(shè)置也會(huì)導(dǎo)致不正確的流速和過度擠出。

流量代表每秒擠出的耗材量，根據(jù)打印速度、噴嘴尺寸和層高等因素確定。當(dāng)流量設(shè)置得太高時(shí)，過多的細(xì)絲被推過噴嘴，導(dǎo)致過度擠出�，F(xiàn)在您已經(jīng)了解了此類 3D 打印錯(cuò)誤的可能原因，接下來讓我們探討一下修復(fù)該錯(cuò)誤并防止其再次發(fā)生的可用選項(xiàng)。

降低打印溫度以防止過度擠出

為了解決過度擠出的問題，建議首先檢查打印溫度，并在必要時(shí)降低溫度。需要注意的是，最佳打印溫度可能因使用的絲材類型而異。例如，當(dāng)使用PLA打印時(shí)，溫度范圍通常應(yīng)在190°C至220°C之間，而ABS可在230°C至260°C范圍內(nèi)打印，PETG通常需要210°C至250°C的溫度。建議逐漸以每次5°C的增量降低打印溫度，確保不要過度降低溫度，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致欠擠出，導(dǎo)致材料流量不足。

校準(zhǔn)細(xì)絲直徑

另一種方法是根據(jù)絲材的精確直徑校準(zhǔn)流量。市場上大多數(shù)絲材都有標(biāo)準(zhǔn)尺寸，如1.75毫米、2.85毫米或3毫米。確保在打印設(shè)置中準(zhǔn)確設(shè)置了絲材尺寸非常重要。雖然通常指定制造商的規(guī)格就足夠了，但如果問題仍然存在，手動(dòng)驗(yàn)證絲材直徑可能會(huì)有所幫助，因?yàn)橐?guī)格可能存在微小偏差。使用數(shù)字卡尺，您可以在五個(gè)不同的點(diǎn)上測量直徑并計(jì)算平均值。然后，應(yīng)將此測量值輸入到切片軟件中的絲材設(shè)置（或機(jī)器參數(shù)）中。您測量的直徑可能與制造商規(guī)格略有不同。例如，標(biāo)記為2.85毫米的絲材可能具有2.84毫米的直徑，這可能會(huì)影響流量。

△過度擠壓示例。照片來源：Ultimaker 社區(qū)

擠出倍數(shù)（流量）的調(diào)整

擠出倍數(shù)設(shè)置控制打印過程中線材的流速。通常，擠出倍數(shù)的默認(rèn)值設(shè)置為 100%。但是，為了解決過度擠出的問題，可以以 2.5% 到 5% 的增量逐漸減小該值。通過測試打印來測試和評(píng)估每次調(diào)整的影響非常重要。

或者，有一種更精確的方法來確定適當(dāng)?shù)臄D出倍數(shù)調(diào)整量。首先沿著絲材距離擠出機(jī)頂部120mm 進(jìn)行測量和標(biāo)記。然后，指示3D 打印機(jī)擠出 100毫米的細(xì)絲。擠出后，測量從擠出機(jī)頂部到標(biāo)記線的剩余長絲。例如，如果發(fā)現(xiàn)擠出了 104 毫米的細(xì)絲，則可以將流量降低 4%。

值得注意的是，對(duì)于不同的材料，推薦的擠出倍數(shù)可能會(huì)有所不同。例如，主流切片機(jī)軟件Simplify3D 建議對(duì) PLA 使用 0.9 (90%)的擠出倍數(shù)，而對(duì)于 ABS，建議保持接近 1.0 (100%)的值。

噴嘴護(hù)理

始終保持噴嘴清潔且完好無損至關(guān)重要。定期檢查噴嘴是否有磨損跡象，特別是在使用磨料（例如含有木材、金屬或碳纖維顆粒的細(xì)絲）時(shí)。隨著時(shí)間的推移，噴嘴可能會(huì)磨損，導(dǎo)致其直徑增大。如果發(fā)現(xiàn)這種磨損，請務(wù)必更換噴嘴以確保最佳的打印效果。

△磨損噴嘴（右）和新噴嘴（左）的噴嘴直徑比較。（照片來源：Stack Exchange）

通過實(shí)施一些關(guān)鍵策略，我們可以有效地抵消打印過程中可能遇到的過度擠出問題。這些策略包括降低打印溫度、準(zhǔn)確校準(zhǔn)細(xì)絲直徑、調(diào)整擠出倍數(shù)以及正確維護(hù)模具。以上這些措施可以確保更好的打印效果并最大限度地減少過度擠出的發(fā)生。