任务1.4
多孔位排插产品的模型数据处理

1.4.1 熔融沉积成型工艺模型的摆放要求

（1）摆放模型遵循 45°角原则

模型的每一部分与水平面的夹角尽量大于 45°。若小于 45°，则必须加载支撑（图 1.4.1、图 1.4.2）。

（2）模型的合理摆放

1）通过“移动”和“旋转”命令摆放模型（图 1.4.3）

2）摆放前（图 1.4.4）

3）摆放后（图 1.4.5）

要点：模型摆放直接影响支撑的加载，故模型应尽可能利用设备网板的尺寸，通过“移动”“旋转”合理放置，充分利用空间。

1.4.2 熔融沉积成型工艺模型的模型支撑与填充

（1）支撑选择

在FDM工艺中，支撑主要用于悬空部位的成型支持，保证悬空部位可以依照设计者意图顺利制造出来。在FDM工艺所用的数据处理软件中，支撑相关选项主要是——是否生成支撑，这是因为，部分悬空特征可以不依靠支撑安全制造出来，如与水平夹角在 60°以上的特征。而在打印机参数合适、材料性能优良的情况下，约 3 mm的完全悬空特征也可通过软件的搭桥选项制造出来。

（2）填充选择

1）填充密度的选择

填充密度即零件内部材料占比，填充密度越大，材料占比越高，零件密度越大，相应零件的力学性能也就更加优良。但是，过大的填充密度会极大地增加零件的制造时间、所用的打印材料。

因此在FDM工艺条件下，选择合适的填充密度非常重要。承受一般载荷的零件如手机支架等可以选择 50％以下的填充密度，而承受较大载荷的零件如手持式产品的外壳、承载较大质量的支架类零件推荐 75％左右的填充密度。

2）填充方式选择

在FDM工艺下，填充的选择是非常重要的，这里列举几种常见的填充方式：网格、直线、三角形、内六角、立方体、立方体分区（图 1.4.6—图 1.4.11）。

在实际生产中，常用网格填充。因为网格填充各方向应力较为均匀，同时，被填充的实体内部也比较均匀，力学性能较为优良。

1.4.3 熔融沉积成型工艺模型的切片设置

（1）切片层厚对成型效果的影响

层厚是切片时设置的，理论上可以设置为任意趋近于 0 的值，但打印出来的效果可就不一定了。如图 1.4.12 所示，不仅跟喷嘴的半径有关，也和步进机的移动速度有关。

喷头大小及其影响：一般FDM机器能够达到 0.2 mm的层厚比较合理。而要打印更小的层厚，则需要半径更小的挤出头了。

目前主流的FDM设备的标准喷头的直径大小是 0.2 mm和 0.4 mm，如图 1.4.13 所示。

不同大小规格的喷头挤出丝径大小总是大于或等于喷嘴直径大小。故根据实际打印的需求制作一些薄壁件的时候应该换上 0.2 mm的喷头，如图 1.4.14 所示。

（2）制作路径对成型效果的影响

路径类型有：X轴Y轴（纵横）方向路径和 45°斜边路径三种类型，如图 1.4.15、图 1.4.16所示。

对比分析：纵横方向打印路径容易实现，但空行程较多，启停误差较大；斜边路径能大大减少空行程，节省时间，成型效果较好。

（3）切片层厚的成型效果

模型表面效果会随层厚不同而改变。模型切片层厚越大，模型表面层接效果越明显；模型切片层厚越小，模型表面效果越光滑。下面针对不同层厚选择打印分析，如图 1.4.17 所示。

总结分析：

①0.15 mm层厚喷漆和不喷漆分层都明显；

②0.2 mm层厚喷漆分层明显，不喷漆不明显；

③0.3 mm层厚喷漆后分层也不明显了；

④0.4 mm层厚喷漆后分层也不明显了。

（4）最小层厚的选择

①分析对比。

同样的切片厚度，对 0.2 mm和 0.4 mm喷头打印效果进行对比分析，如图 1.4.18、图1.4.19所示。

分析结果：0.2 mm喷头整体打印效果优于 0.4 mm的喷头打印效果。

②选择最小厚度。

3D打印常用的标准喷头分为 0.2 mm和 0.4 mm两种。对于FDM设备来说，通常打印厚度为其喷嘴直径的一半。故 0.2 mm的喷头打印切片应选择 0.1 mm层厚，0.4 mm喷头打印切片应选择 0.2 mm层厚。

1.4.4 任务实施——模型的数据处理

在切片软件中导入STL文件（图 1.4.20）。

采用合适的角度摆放好模型（图 1.4.21）。

选择支撑生成参数（图 1.4.22）。

选择填充密度与填充方式参数（图 1.4.23）。

选择切片参数（图 1.4.24）。

确认主要参数无误后，点击“准备”切片。

切片完成，原先的“准备”按钮将变成“保存到文件”按钮，此时点击该按钮（图 1.4.25），将切片好的文件保存至事先准备好的SD卡（图 1.4.26）。