Page cover

翘曲

关于翘曲与 3D 打印 的所有内容

如果你不了解所使用的材料或设备,零件翘曲几乎是不可避免的。翘曲是指打印件的角落或整个部分由于不均匀冷却或床面粘附不当而向上卷曲。

我们强烈建议每个人查看“材料科学”页面,以便你了解翘曲发生的原因——这可能帮助你在不阅读本页的情况下诊断并解决问题。

你需要完全理解此页面,才能开始尝试修复翘曲问题。当打印件的某部分或整个打印件距离构建平台太远或未正确粘附时,打印件发生翘曲的概率会呈指数级上升。

这很容易理解,因为喷嘴离构建平台越远,床面粘附越少,打印件在后期卷起的可能性就越大。

对于收缩率高且内部应力大的材料(例如 ABS),你需要使用裙边(brim)。对于大型非圆形的 ABS 打印件,如果无法保持约 45°C 的环境温度,则需要使用 ABS 浆料(slurry)。

了解你使用的材料,并可能使用替代材料

使用 PLA 等材料时几乎不会遇到翘曲问题,因为 PLA 的收缩率低、内部应力小(不过要更好地理解这一点,请参阅“材料科学”页面)。非常大、密度高的 PLA 零件应使用加热构建平台和裙边,但在水平构建平台上使用 PLA 很少会出现翘曲。

ABS 则完全不同,它是一种无定形的热塑性材料,挤出时内部应力很大。由于 ABS 的玻璃化转变温度较高,因此其构建板也需要更高的温度,导致床面与环境空气之间的温差增大。

虽然 ABS 在价格和功能上表现出色,但这一因素可能导致你在机器上无法打印某些零件而不出现翘曲。这就是为什么理解影响因素和所需特性的原因,以及是否可以使用替代材料很重要。

如果你需要机械性能且经济实惠,但不在乎丙酮蒸汽后处理或高玻璃化转变温度,我们过去建议尝试 PETG。现在随着 Polymaker 新系列 PLA 的推出,我们建议查看 Polymax PLA 或他们的 PLA Pro。这两种选择都有很强的机械性能,并且在不需要耐高温时可以替代 ABS。

某些玻璃化转变温度不高的尼龙材料仍然有很高的翘曲概率。这是因为它们是半结晶的,结构在排列(室温)时占据的体积比混乱(挤出)时更小。尼龙本质上在你的打印床上结晶并导致翘曲。不过,我们已在所提供的尼龙材料上实现了我们的 Warp Free 技术,这意味着你不应遇到此问题。你可以在“材料科学” 页面了解更多信息。

对于聚碳酸酯及其混合材料,我们更倾向于使用 Magigoo 的 PC 产品以确保良好的床面粘附。

降低打印速度并提高打印温度

这并不适用于所有材料,但对于 ABS 和 ASA,通过降低挤出速度并提高温度可以帮助减少翘曲问题。正如我们在“材料科学”页面中所述,降低打印速度可以给材料更多时间释放应力。这意味着较低的挤出速度会减少你的翘曲问题。

挤出温度也是同理。提高挤出温度意味着材料内部运动更多。更多运动 + 更长的释放应力时间 = 减少翘曲。在你的机器上尽可能慢速打印 ABS,并将打印温度提高到约 250–260°C,可以帮助减少这些内部应力,从而减少翘曲。

在封闭环境中打印

当你在加热构建板上打印零件时,你自动处于一个环境温度不均的环境中。当房间约为 30°C 而加热构建板为 110°C 时,靠近构建板的零件会经历快速的温度变化。尽管内部应力可能是翘曲的最大原因,但这种极端的温差也会导致翘曲问题。

在封闭的机器中打印可以使环境空气保持稍高的温度,因为构建板释放的热量被困住。这意味着环境空气更接近 ABS 的玻璃化转变温度,使材料内部有更多运动并有更多时间释放应力。我们建议在打印 ABS 或 ASA 时环境温度至少为 50°C。

你可以购买封闭式或半封闭式打印机,如果能负担得起,这非常不错。你也可以用激光切割的丙烯酸板和一些打印零件自制一个封闭罩,或者在网上找到其他人发布的制作说明。

在封闭机器中打印一个高翘曲风险的零件时,你需要让床保持打印温度约 5–10 分钟,以使环境空气升温。对于 ABS 来说,较好的环境温度是 50°C,理想可达 65°C。显然你不会在这种环境中打印 PLA,因为那接近或超过其玻璃化转变温度。

当你允许环境空气升到这么高时,会出现许多问题。步进电机和其他电子元件可能过热并导致打印机故障。这就是为什么如果可能的话,你需要将电源和主板放在封闭腔体之外,在整个设备上布置足够的散热片,并在任何过热的部件上保持活跃的风扇。

即便如此,你仍可能遇到问题,因此在将环境温度提升到 60°C 或更高之前,请务必了解一些基本的热力学和机械工程知识。

确保构建板在打印过程中不会失热

如果你的主板过热或与加热构建板的连接出现问题,温度可能会在打印中途下降。如果你只在开始时观察打印并在完成后再回来,除了返回时看到翘曲的零件外,可能根本不会注意到这一点。

层分离(脱层)

你可能不会将此类故障视为“翘曲”,但它几乎有相同的发生原因。这就是为什么它没有包含在“层间附着力差”页面。

分层(脱层)

如果你有极好的床面附着力,例如使用 ABS 浆料,但在开放环境中打印大型零件——你可能会遇到脱层而不是翘曲。

脱层是指两层之间分离,即使采取了所有层附着的预防措施也会发生。这是因为前面解释的相同温度梯度和内部应力,但当底层与构建板粘得非常牢固时就会发生脱层。

你的打印件底部可能不会向上卷起带动整个打印件,而是层间附着成为这种收缩/内部应力的破坏点。

如果你遇到这种情况,你需要检查切片器设置或彻底改变所使用的环境/材料。

我们只在环境空气相当寒冷时的非常大型 PLA 打印件上遇到过脱层,而在未封闭环境中的高 ABS 打印件上脱层可能不可避免。

可以调整设置以帮助防止脱层。零件内部越密实,越容易发生脱层,因此尝试使用更少的填充和多几个外壳壁来打印你的零件。降低速度并提高温度也有助于减缓材料释放应力并增加内部运动。你可以增大喷嘴直径以增加层间缠结。最重要的是使用封闭罩保持较高的环境温度。

我们的 Warp-Free™ 技术:

该技术由 Polymaker 在其 PolyMide™ 系列(基于尼龙的材料)中使用。我们前面在本页已经学到了很多关于翘曲问题和潜在根因的知识。该技术解决了翘曲问题的一个根本原因:结晶。

确实,尼龙以其打印困难而闻名,原因在于其翘曲行为:在打印过程中,每层中晶体的快速形成会产生大量内应力,从而导致零件变形。

Polymaker的技术不仅减少了这种应力,还提高了零件的力学性能。该技术减缓了聚合物的结晶速率,防止在打印时每一层内迅速形成小晶体。相反,它使聚合物能够在多层之间慢慢形成较大的晶体,因为在晶体形成之前有时间打印多层。这些穿越层的晶体也会显著提高层间粘合强度。这也是Polymaker建议在打印后对零件进行退火的原因。退火可以确保零件达到最高的结晶度,从而提供最佳的热学和力学性能。

修复方法和预防措施摘要 • 阅读“材料科学在阅读本页之前,请先阅读本站的“”页面。它将帮助你理解翘曲实际是如何发生的。 • 在开始打印时,确保床面已调平且 Z 高度正确。 • 使用你偏好的床面粘附方法。我们非常喜欢 Magigoo 系列的床面粘附剂。 • 缓慢且高温打印,给予材料更多时间释放应力并增加材料内部的运动。 • 使用裙边打印。 • 了解你所用材料的正确打印设置。 • 尝试在类似应用中使用收缩率和内部应力更低的材料(Polymax PLA、PLA Pro、PETG、CFR-ABS、PolyMide CoPA 等)。 • 使用封闭式 3D 打印机,或为你的机器搭建一个封闭罩,但要了解零件可能过热的风险。 • 确保构建板在整个打印过程中维持其温度。 • 脱层发生在床面附着良好的较高部件上。你需要降低零件密度、在封闭环境中打印或使用不同材料来解决此问题。 • 使用更大直径的喷嘴以获得更多的层间缠结。

Last updated

Was this helpful?