在日常3D模型打印中 ,拉丝现象是一个较为普遍的问题,本章节会讨论关于3D打印中拉丝现象出现的原因,以及提供一些能避免该现象的方法。
通过分析拉丝的成因,可以找到两个关键词:持续的压力 和 高温
丝材被挤出前,于喷嘴内部受热后成熔融态,熔融状态下的高分子链之间的距离可被压力改变;当需要挤出丝材,前端送丝电机会不断送入刚性丝材,被持续送入的刚性丝材对熔融状态下的高分子链产生压力,并将其挤出喷嘴,如此往复。被挤压得高分子链就如同弹簧,当前端的刚性丝材停止输入(即无压力输入),高分子链之间的距离会像弹簧一样恢复;又由于前端有刚性丝材,熔融高分子无法向上溢出泄压,因此仅能通过喷嘴向外溢料。
了解原因后,如何做才能避免拉丝(溢聊)现象呢?
在切片软件中,需要根据拉丝现象的程度该更改“回抽”选项的参数。即当喷嘴从A点移动至B点期间,可以使送丝电机往反方向抽丝材,以卸去刚性丝材对熔融高分子的压力,并使熔融高分子有空间向上/下恢复(溢料),从而减轻向喷嘴外溢料的现象。 |
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对于一些吸水性较强的材料,打印前的烘干处理可以明显改善拉丝现象。当吸水度高的丝材被送入高温的喷嘴后,丝材内部的水分子由于高温会蒸发而产生气泡,这无疑增加了“弹簧”的弹力,会使拉丝(溢料)现象更加明显;更严重的溢料甚至会导致、溢料整个包裹喷嘴、影响层间粘接、进而挤出的丝材堆积在喷嘴表面、越堆越多后包裹整个打印喷头,最终导致零部件损坏以及打印失败。
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我们知道,丝材需要处于熔融状态下才能进行挤出成型,而不同温度的熔融态高分子,它们的熔流指数/熔融指数(流动性)和拉伸黏度(简单理解为抗拉断的能力)会有所不同。
我们可以通过适当降低喷嘴的打印温度,来降低熔流指数/熔融指数(流动性)和提高拉伸黏度,从而改善拉丝(溢料)现象。