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3D打印产品如何选择最合适壁面厚度?

2021-08-31

3D模型的打印厚度是非常重要的,但对于不同的打印模型、不同的打印材料,选择合适的3D打印壁厚常常令客户非常困惑。


不过,小齐为大家整理了几条小建议,将能避免打印产品出现不好的意外,使得打印对象具备你所需要的最大或者最小壁面厚度。

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1:为3D模型指定壁厚

最重要的先说,为你的3D模型每个表面指定壁厚非常重要。在用不同的App进行三维设计时,也许App允许模型壁面厚度为零。


但是,3D打印机需要明确知道你希翼对象的壁厚是多少。因此,在把三维模型传给打印机前,必须指定壁面厚度。


壁厚是指模型的一个表面与其相对应表面间的距离。很多打印出现的问是由于壁厚造成的。


最小的可打印壁厚主要由所打印材料类型决定。然而,其他因素(如方向、尺寸及模型整体设计等)也会影响到建议的最小打印壁厚。


在你打印产品前(最好在开始设计模型前),你需要知道选择打印材料的一些基本原则。

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2:选择合适的最小壁厚

如果你打印高强度材料如不锈钢(0.3mm)或者钛合金(0.4mm),最小允许壁厚会非常薄。但大家始终建议从安全角度出发,尽量让壁厚大一些。就像之前所说,最小壁厚非常依赖于三维模型的结构与设计。如果你希翼使用不锈钢材料,5mm?的垂直壁面壁厚只需要0.3mm,100mm?的垂直壁面壁厚至少为1mm,而100mm?的水平壁面需要2mm壁厚。


在这种情况下,表面尺寸和方向(水平还是竖直)对确定最小壁厚非常关键。


当打印材料比较脆时(如陶瓷),越大的模型越要保证强大的一般原则仍然适用。


一个尺寸接近50mm×50mm×50mm的对象可接受最小壁厚为3mm,而100mm×100mm×100mm的模型最小壁厚则需要6mm。对更大的模型,大家推荐壁厚要大于6mm。


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3:选择合适的最大壁厚

在集中注意力解决了壁厚过小的问题后,你也许会遇到壁厚过大的问题。


对陶瓷、金属等材料,选择最大壁厚尤为重要。因为厚截面将会产生更大热应力,会导致产品出现裂纹甚至断裂。


壁厚太大也许是大家没法打印你产品的理由,这种问题的最佳解决方案是为模型抽壳,并留孔让粉末倒出来。


同样地在选择孔的尺寸时也要满足一定的规则,对不锈钢材料,小模型(小于10×10×10mm)需3mm孔,大一些模型需要5mm孔,对陶瓷材料开孔直径至少10mm。


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4:3D打印推荐壁厚

即使3D打印机可以打印非常薄的壁面,但那并不意味打印很薄的壁面是个好的选择。


在运输和打磨过程中,壁厚小于1mm的零件容易被损坏。这里我会再次建议你增加额外的壁面厚度,2-5mm的壁厚会让你的模型更结实安全。


对有些材料(如全彩),长、重的悬空结构如果设计太薄很容易断裂。


如果你的模型包括更多脆性结构(如人像伸展的手臂),尽量在产品设计时添加支撑结构。设计模型时不要忽略重力的影响,大家推荐使用弯臂,或者让手臂握有东西(如铁锹)撑在地面。


让大家最后再看一个最大壁厚起重要作用的例子。比如你想用尼龙打印个柔性对象(比如苹果手机壳),如果壁厚太大会让柔性对象看起来太笨重。


在这种情况下,1.5-2.5mm的壁厚是创建柔性物体的理想选择。


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5:选择完美壁厚总结

①首先,你要知道如何为三维模型的每个表面指定壁厚。对不同的建模App,这一步操作不尽相同,但是在准备3D打印模型时极其重要。



②壁厚的选择与打印材料的种类密切相关。认真研究每种材料的壁厚设计原则,不要忘记某些情况下壁厚太大也会产生问题。


③仔细分析与思考你的设计。如果3D模型有薄弱结构,想办法支撑它们。要记住对象的尺寸如何影响壁厚的选择。


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