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2024-06-04 【3D列印入門】SLS 粉末燒結技巧指南 - 如何擺放3D模型？
【3D列印入門】SLS 粉末燒結技巧指南 - 如何擺放3D模型？
在SLS 3D列印中成功的兩大主要因素是控制熱量分布和模型的正確擺位——
第一個因素來自於3D列印機廠商工程師十多年來的經驗和改進。
第二個因素則很大程度上取決於日常使用3D列印機操作者的知識。
了解3D模型擺放技巧前，我們先理解SLS雷射粉末燒結的運作方法 :
將薄層粉末均勻平鋪於列印平台，以雷射光對列印範圍打點並直接燒結粉末；接著平台下降一層厚的高度，重複鋪粉及雷射，直到列印完成。待列印機內部冷卻後，方可剝除緊實的粉末塊體並取出成品。
如何做出一個完美無瑕的3D模型？
這是一個大家常見的問題，但實際情況是：沒有一個100%完美的模型擺位。我們必須鎖定某個領域來獲得最佳結果，則需要在另一個領域做出妥協。所有SLS 或 SLA 3D列印技術中都是如此。所以我們建議遵循以下步驟並結合SLS的擺位原理，來確保你的模型和應用獲得理想中的成果。
第一步 – 找出關鍵特徵
對於每個模型，指出最重要的特徵，如邊緣的銳利度、某部分的平滑度或其他必須完美列印的細節。如果有多個指標，根據重要性對它們進行排序。下文介紹的詳細擺位規則往往是排他性的，這就是為什麼優先級排序如此重要。
第二步 – 選擇最重要的特徵
在這一階段，應該根據下文提到的規則旋轉模型。當希望在下一次列印作業中列印的每個模型都旋轉完畢後，就可以進入下一步。
第三步 – 將模型擺位在列印床上
在這一步，你的目標是用模型填充列印區域。需要記住一些規則，例如在頂部積累能量，並盡可能均勻地放置元素。
模型均勻分佈的原則在模型相當均勻且容易以統一方式打包時最重要。如果模型非常不同，則最小的應放在工作空間的底部，而最大的應放在頂部。我們不希望將大體積模型放在底部，因為它在列印過程中會釋放能量並影響其他模型。
整理以下9個實用的SLS 擺位小技巧 :
1. 平滑表面
這是最基礎標準的規則，要實現表面平整，你需要應用雙重旋轉。
通過在一個軸上旋轉模型45度，然後在另一個軸上旋轉45度。
這技巧適合用在列印大型平面物體時，也是列印必須與其他零件兼容的零件的最佳擺位。
小缺陷是孔洞洞處會不太精確 ( 橘色區域 )，但在此示例中不是問題，因為這些可以再進行後處理，例如通過鑽孔洞、打磨等。
2. 各式孔洞&圓孔洞
在此情況下，平面會稍微彎曲。
第二種情況會更好，因為模型本身高度高，因此不會彎曲太多，孔洞會被完美地列印出來。
讓我們暫時反過來。有時候你會需要孔洞被完美地列印出來。這對於在意特定螺絲或螺母設計的孔洞很重要。
要獲得最佳的孔洞呈現，模型應該平放，孔洞面向上。模型表面可能會彎曲
3. 特定表面的尺寸
所以你應該能推測出 : 在SLS 3D列印技術中，最好的列印常常在XY軸上。每次你追求完美尺寸時，將模型平放，使應保持尺寸的一面朝上。換句話說，沿Z軸適合排列的圓形元素。
圖中的藍線顯示了模型邊緣的完美列印。其尺寸可以與你計劃的一樣精確到毫米的十分之一。橘色區域可能會稍微向上彎曲，但在這種情況下，它不會影響物體的操作。在XY軸上不要旋轉，保持關鍵元素平坦。
4. 特定零件的機械強度
讓我們想象一個在某些部位需要特別強壯的模型。這是所有類型的手柄和鉤子必要考量點，在這裡看到的是一個具有必須足夠強壯以承受重載的鉤子的結構。模型在XY軸上平放會稍微彎曲（在橘色區域），但標記為藍色的關鍵部分將是最耐用的。
5. 銳利細節
如果你需要列印非常銳利的形狀，比如一些文字，應該將模型向上擺位。即使模型的平面會稍微向上彎曲，小細節如字母也會是最銳利的。
6. 圓潤/光滑的表面
另一方面，我們有需要實現圓潤、光滑表面的情況。下圖的模型稍微複雜一些。設計師的目標是實現藍色部分最光滑的形狀。為了使層次自然流暢，並且光滑沒有明顯的層次連接，模型應該向下放置。
* 光滑與銳利是相反的概念，所以如果銳利的元素應向上放置，光滑的則應向下放置。
7. 相對表面
相對表面的問題在第一條規則中稍有描述。讓我們深入探討一下。
在這個模型中，我們用藍色標出需要與另一模型匹配的表面。如你所見，它根據45/45度規則進行了旋轉，相對的表面面向上的部分比面向下的部分更銳利。
8. 可移動零件
SLS 3D列印技術在列印移動零件方面表現出色。要獲得最佳效果，旋轉軸應平行於Z軸。平面可能會稍微彎曲，但在像螺母這樣較厚的零件中，這不會影響列印功能。
9. 小而易損的零件
列印小而脆弱的零件需要一些妥協。在我們的經驗中建議應該向下放置。列印後，這些部分的澆注量會比模型頂部的部件稍多，抗壓性也會更強。
SLS 粉末燒結3D列印模型擺放的附加規則
上述九個原則是針對特定設計需求制定的。但在規劃SLS 3D列印時，你需要了解一些重要的考量點 :
1. 將第一個元素放在XY層的中間和底部。
2. 如果一次列印很多元素，保持它們在Z軸的中間，最好是倒金字塔形狀。
3. 不要將能量封閉在模型中，如列印類似坦克的物體，開口應面向上。
4. 平面或大半徑曲面以小角度放置在列印床上將有明顯層次。
5. 如果不確定，遵守45/45度旋轉的黃金規則。
能量分佈
SLS 3D列印在一個封閉的、可控的環境中進行，未燒結的粉末被加熱到略低於材料熔點的溫度。床周圍有專門為此目的放置的加熱器。雷射的作用是添加額外的能量以將粉末熔化成所需的形狀。
Sinterit列印機能夠使用不同熔點的不同材料進行列印，因此在Sinterit Studio軟體中準備列印時選擇合適的粉末很重要。列印機將相應地操作。
防止模型彎曲的另一種方法是將其中空。中空的模型仍然相當堅固，更輕、列印後可以輕鬆移除未燒結的粉末。
總結
SLS 3D列印技術提供了很大的自由度，限制很少。遵循上述規則，可以更容易地實現目標，減少錯誤，獲得更好的列印結果和更實用的零件。如有需要，可以立即聯絡我們了解更多SLS 3D列印機的詳細資訊。
Sinterit Nils 480 3D列印機列印成品：
Sinterit Lisa X SLS 3D列印機 列印成品
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參考資料