3D打印机组装与调试 课件 第25-27讲 3D打印的后处理工艺技术、打印耗材无挤出、打印耗材无法粘到平台上

后处理工艺技术授课教师：陈金英3D打印机组装与调试常用的后处理技术钢铁侠的后期处理案例思考题0102033D打印机组装与调试常用的后处理技术砂纸打磨13D打印是通过逐层打印成形，在分层制造中会产生台阶效应，会有一定厚度的多层台阶。模型打印的表面质量与打印材料、机器精度、打印速度、温度、三维数据模型质量、切片参数等有关，为更好地解决打印产品的表面质量问题，需要对模型进行后处理。抛光包括物理抛光和化学抛光。虽然FDM技术设备能够生产出高质量的零件，但部件上的逐层纹理是肉眼可见的，有大量的支撑。此时可用砂纸进行后处理，砂纸研磨时遵循先粗后细的原则。砂纸常用的后处理技术化学抛光另外，可以使用化学抛光，把3D打印零部件被浸渍在蒸汽罐里，底部是达到沸点的液体。蒸气上升可以融化零件表面约2微米左右的一层，几秒钟就变得光滑闪亮。ABS材料可用丙酮蒸汽抛光，也可在通风处煮沸熏蒸打印成品，或抛光机；PLA材料有特殊的PLA抛光油，但是化学抛光以掌握程度，对表面有腐蚀现象。从整体上看，目前化学抛光技术还不够成熟，应用还不够广泛。常用的后处理技术3D打印抛光机采用材料转移技术，将零件表面突出部分的材料转移到凹槽部分，对零件表面的精度影响非常小。抛光过程中不产生废料，是一种新型抛光技术。抛光机目前因为价格高、技术要求高、操作较复杂等原因还未被市场普遍接受。3D打印抛光机常用的后处理技术表面喷砂2表面喷砂表面喷砂是一种常见的后处理工艺，将介质珠高速喷向抛光物体，达到抛光效果。珠光处理一般比较快，约5-10分钟即可处理完成，处理过后产品表面光滑，有均匀的亚光效果，是3D打印通用后处理工艺。珠光处理比较灵活，适用于大多数FDM材料，可用于产品开发到制造的各个阶段，从原型设计到生产都能用。优势处理的对象是有尺寸限制，一般能够的处理的最大零部件的大小为24×32×32英寸。一次只能处理一个，并因此不能用于规模应用。缺点表面上色是使用不同的颜料对3D打印的物体进行表面上色，如ABS塑料、光敏树脂、尼龙、金属等。常用的后处理技术表面上色3底色1色块上色2色彩调整3上色的主要步骤：选择合适的喷枪，使用接近成品颜色的底漆，喷涂薄涂层和逐层涂覆。细节部分和与整体颜色对比度大的部分可先预留，不需喷涂。上色时遵循较大面积尺寸的工艺，先喷涂大面积色块，再手工绘制小面积色块；喷涂和手工绘制完成整体色彩渲染，这有利于提高效率。在喷淋点缀阶段，主要通过层层叠加、重叠色彩、覆盖染色、渐变、过渡等色彩调整，强调色彩结构和细节。常用的后处理技术局部细节上色4光感调整5上色前与上色后局部细节上色主要体现在描写人物的五官、服饰的细节、制旧、仿铜等细节。通过对模型的详细描述，高度恢复模型的原始图像，突出建模特征，形成最真实的模型。光感的精细调色分为哑光处理和亮光处理。使用哑光油或亮光油进行纹理调整，打造整体哑光或亮光，部分哑光或亮光实现高度模拟模型纹理。

钢铁侠模型比较大，对模型进行拆分打印，最后再拼接到一起。钢铁侠模型钢铁侠的后期处理案例接合1增材制造的效率、速度与承担性比较显著，但是几何性缺陷和粗糙的表面是打印过程中不可避免的缺点。下面以3D打印钢铁侠为例，介绍如何仅使用填充物，涂料便能达到好的表面精度效果。主要的关键性步骤是接合、打磨和上色，通过对3D打印品的后期加工，就能达到良好的表面质量。

钢铁侠的后期处理案例打磨2底漆处理完后，可对其进行打磨，先选择400粒度的砂纸，最后使用1000粒度的砂纸进行打磨。打磨磨砂的方式处理模型表面粗糙的问题，所有部件被磨光后，开始上底漆。涂上一层薄薄的厚浆型底漆，手移动的要快，在30cm的范围内滑动，一定不要在某个定点稍作停留。涂完底漆之后将其放置一晚，让其自然风干。钢铁侠的后期处理案例上色3打磨完成后开始上色，与上底漆的操作是一样，手部移动要快。涂完第一种颜料后，要用遮盖胶带盖住重要区域，以防在后续的操作步骤中受到破坏。

思考题常用的后处理技术有哪些？表面喷砂的优缺点是什么？表面上色的过程是什么？结合钢铁侠的后期处理案例，谈谈你的想法？01020304本小节结束！授课教师：陈金英3D打印机组装与调试打印耗材无挤出授课教师：陈金英3D打印机组装与调试挤出机没有装填耗材打印头离平台太近挤出机堵了思考题010203043D打印机组装与调试挤出机无耗材挤出

开始打印耗材无挤出，是一个比较常见的问题。挤出机挤不出耗材，可能有4种可能。下面将逐一说明各种情况，并提出解决办法。耗材无挤出挤出机没有装填耗材问题与现象1大多数挤出机都有一个问题：挤出头处于高温静止状态时，会漏料。打印头中被加热的耗材，总是流出来，导致打印头内是空的。静止垂料的问题，可能在打印开始阶段，预加热挤出头的时候，也有可能发生在打印结束后，挤出机慢慢冷却时。如果挤出机因为垂料，流出了一些耗材，那么下次挤出时，可能需要多等一会儿，耗材才开始从打印头中挤出。当挤出机发生垂料后，会发现打印开始后，出料会延迟。挤出机没有装填耗材解决办法2保证挤出机填充满料，打印头中就充满耗材。办法如下：在Cura中解决方法，使用“沿边”功能。沿边是在模型的底边周围增加数圈薄层，在打印沿边时，会让挤出机中充满耗材。还可以在

“支撑类型”中，设置增加沿边数量。或者在开始打印前，操作打印机的进料选项，手动挤出耗材。

打印头离平台太近问题与现象1如果打印头离平台太近，将导致没有足够的空间，让耗材从挤出机中挤出。打印头顶端的孔会一直被堵住，耗材无法出来。判别的简单方法是：观察第1或2层没有挤出材料，第3或4层又开始正常挤出了。解决办法2在Cura的G代码（G-Code）中，通过修改G代码偏移设置来解决，能非常精确地调整Z轴坐标原点，而不必去修改硬件。比如设置Z轴的G代码偏移量为0.05mm，那么打印头将远离平台0.05mm。每次增加一点，增大数值，直到打印头平台之间，有足够的空间，让耗材挤出。打印头离平台太近Cura软件中的设置与代码中Z轴坐标值的改变挤出机堵了问题与现象1如果上面的建议都没法解决问题，那么有可能挤出机堵了。3D打印机在它的生命周期里，需要熔化和挤出数公斤的耗材。耗材在挤出机中淤积太多或者挤出机散热不充分，耗材在预期熔化的区域之外，就开始变软，阻碍耗材正常挤出。喷头堵塞挤出机堵了解决办法2手动推送线材进入挤出机手动推送线材进入挤出机。加热挤出机到耗材需要的温度，使用控制手柄，挤出少量耗材，如10mm，用手轻轻地推送线材进入挤出机。重新安装线材如果线材仍然没有移动，接下来要拆下线材。确认挤出机温度是否正确，回退线材，从挤出机中拔出，使用剪刀剪掉线材上熔化或损坏了的部分。重新安装线材，观察新的线材能不能挤出。挤出机堵了清理打印头3解决喷嘴堵塞的问题，需要拆开挤出机，拆卸打印头，使用相应的工具进行清理喷嘴，使之保持畅通。将喷头温度手动调节至240℃，将前风扇拆下，温度达到后，手动往进料喉管中挤压线材，使喷嘴正常出丝。然后再拔出线材，再次进入进料喉管后，稍等线材熔化后再拔出线材，使半熔化的胶丝将喷嘴中的残留物带出，反复操作几次。方法1挤出机堵了将喷头拆下，放在丙酮溶液中清洗。方法3喉管与黄铜喷嘴使用0.3mm钢丝或者专用清理钻头疏通喷嘴，然后重复第一种方法，其专用清理钻头。方法2疏通工具思考题打印机为什么会发生垂料现象？打印头离平台太近时可以通过哪几种办法解决？挤出机为什么会堵？通过哪几种办法解决挤出机堵的问题？01020304本小节结束！授课教师：陈金英3D打印机组装与调试打印耗材无法粘到平台上授课教师：陈金英3D打印机组装与调试打印平台不水平打印头距离平台太远第一层打印太快温度或冷却设置有问题01020304平台表面的处理沿边和底座思考题0506073D打印机组装与调试耗材无法粘到平台上打印第一层要与平台紧密粘住，接下来的打印层才能在此基础上建构出来。如果第一层没能粘住平台，将导致后面的打印层出现问题。有时候打印几圈后，就会出现如图所示的现象。耗材没法粘到平台上打印平台不水平01问题与现象如果打印平台不水平，平台的一边会接近打印头，而另一边会距离打印头太远。调整打印机加热板下的螺丝，微调打印平台的位置。

02解决办法Cura中有一个非常有用的平台调平指南，引导大家操作。可以参考前面机械调试部分，打印平台调平的内容进行调试。打印头距离平台太远01问题与现象当平台已经调平后，需要确定打印头的起始位置，观察它与平台的间距是否合适。将打印头定位到与平台距离合适的位置，使耗材粘在平台上，获得足够的附着力。02解决办法通过调整硬件来实现，参考本教材打印平台调平的相关内容。通过修改Cura中的设置来实现，点击“Start/End-Gcode”选择“StartGcode”。修改Z轴偏移G代码，调整打印头的位置。如G28Z-0.05，打印头将从靠近平台0.05mm的位置开始打印。注意：每次只做微调整，由于打印件每层只有0.2mm左右，微小的调整，带来的实际影响会很大。修改Z轴偏移量温度或冷却设置有问题01问题与现象当温度降低时耗材会收缩。如100mm宽的ABS耗材打印件，挤出机打印时的温度是230度。由于平台温度比较低，耗材从打印头中挤出后，会快速地冷却。如果启动打印机的冷却风扇，则会加速耗材的冷却过程。当打印件冷却到室温30度时，100mm宽的打印件，产生收缩1.5mm，且耗材冷却时总倾向于脱离平台。因此，在打印第一层时很快粘到平台上，随着温度降低，又脱离了，这种现象的产生与温度和冷却的设置有关。温度或冷却设置有问题02解决办法ABS材料需要热床保持在100到120度，使第一层保持一定的温度，材料不会收缩。PLA材料需要热床加热到60到70度之间。可在Cura中修改“基本”设置中的“速度和温度”，修改热床的温度。可在前几层打印时，禁用冷却风扇，使这几层不致冷却得太快。温度或冷却设置有问题03禁用风扇的具体操作点击“高级”，电机开启风扇冷却后面的省略号图标。打开“专业设置”，含有风扇全速开启高度参数，风扇最小速度是指在开启高度以下的速度，风扇最大速度是指在开启高度以上的速度。若第一层打印时禁用风扇，到第5层时全速开启风扇。可以设置开启高度0.5mm左右，其次设置风扇最小速度为0，最后设置风扇最大速度为100%。若使用ABS耗材，通常是在整个打印过程中，禁用风扇。冷却设置冷却风扇参数平台表面的处理不同的耗材的粘合度不一样，所以不同款的3D打印机，都有一个特别材质的平台，适用于他们的耗材。有的选择经过热处理的硼化硅玻璃平台，加热后与ABS很好地粘合。打印平台是特殊材料，则在平台上直接打印。打印前要检查一下平台上面是否有灰尘，油脂，使用水或酒精清理一下平台。打印平台不是特殊材料，则使用美纹胶带与常用的3D耗材进行粘合，同时也能很轻松地移除或更换，以适应打印不同的耗材。如：PLA与蓝色美纹胶带粘合得很好。如：ABS则与Kapton胶带粘合得好。如：使用胶水均匀的涂在平台表面。胶水和美纹纸沿边和底座模型表面没有足够的面积与平台表面粘合。可以通过Cura的