光固化3D打印机切片参数分析

光固化3D打印机切片参数分析

3D打印机打印效果的好坏除了与打印机本身质量有关之外，还与模型切片文件的参数设置有关。并且在保证打印机质量的情况下，切片参数的合理设置对打印机打印出来的模型精细度和打印故障率有着很大的影响。

以下就对制作切片文件所需的参数进行分析。

（主要针对上拉式DLP“数字光投影”光固化打印机）

一、制作切片文件所需的设置的参数

一个切片文件的生成需要设置，层厚、底层数、曝光时间、底层曝光时间、灯灭延迟、底层灯灭延迟、底层抬升距离、抬升距离、底层抬升速度、抬升速度、回程速度。

如下图所示：

二、参数定义

各参数在实际中的定义。

1、层厚

即模型每一打印层的厚度。

2、底层数

模型打印出来后与打印平台接触的层，称作底层；底层数即模型所有打印层中作为底层的数量，其余均为正常层。

3、曝光时间、底层曝光时间

DLP投影屏投影亮屏时间，同时由于模型分为正常层和底层，其曝光时间需要独立设置。

4、灯灭延迟、底层灯灭延迟

在平台下降后，开始进行新一层曝光固化之间的延迟亮屏时间。等设置的灯灭延时时间到达后再开始亮屏曝光。

5、抬升距离、底层抬升距离

当模型层曝光固化完成时，平台会上升设定的抬升距离，让模型层与料槽FEP离型膜实现分离。

6、抬升速度、底层抬升速度

平台移动上升设定的抬升距离之间的速度。

7、回程速度

平台抬升后再下降回落至新模型层固化所需高度之间的速度。

三、各参数在实际中对打印的影响

参数的设置会对模型打印故障率、打印时间、打印效果造成影响。

1、层厚

层厚设置数值越低（要在打印机精度范围内），模型在Z轴上精度越高（X、Y轴精度是由DLP屏幕分辨率决定的），但是打印时间是以几乎2倍数增长。同时，假如模型曲面较多，而层厚设定不合理，则会增加模型曲面的台阶纹。比如曲面曲率小，层厚设置大，如下图：

蓝色为模型部分，红色为模型曲面在打印中的锯齿边缘，在实际三维上体现为台阶纹，如下图：

2、底层数、底层曝光时间

在实际打印中，模型有时会因为从打印平台掉落而导致打印失败，要想模型能够很好的粘在平台上，方法有两点：

①、增加平台粗糙程度；

②、合适地增加底层曝光时间，让底层固化在平台上，提高平台与模型底层的抗拉扯力。

在模型层曝光时，屏幕投影的光线会从投影的图形边缘处漏光，若曝光时间设置过长会把边缘处的树脂材料也一并固化，导致模型的底部会比正常层偏大。因此在设置底层数的时候也要考虑到这一点。

3、曝光时间

曝光时间的设定需要考虑所使用的光敏树脂材料的特性，若设置的时间太短，则树脂材料固化不完全，导致平台上升时模型断裂；若太长，则增加打印时间。并且也会发生如上一点描述的漏光现象，导致打印出来的实际模型数据与设计的目标数据不相符。在设置时，需要根据材料商家提供的曝光时间范围，下图为材料商家提供的某种光敏树脂材料打印参数设置范围：

4、灯灭延迟、底层灯灭延迟

当模型打印层与FEP离型膜脱离时，会在脱离处产生空位，需要材料回流把空位填补。而每一种光敏树脂材料都有不同的流动性，回流速度也不一样。若材料没有及时回流便开始新的模型层打印，会导致这一层打印失败或产生缺口。增加灯灭延时设置，能够让流动性差的材料有足够的时间回流。

5、抬升距离、底层抬升距离

模型层与FEP离型膜脱离方法，主要是增加两者间距离，即调节抬升距离。FEP离型膜具有良好的拉伸性能，在平台抬升时，离型膜会粘连着模型层，若抬升距离不足以让其脱离，则新模型层曝光时会重叠在旧层。重复于此，导致打印失败。

6、抬升速度、底层抬升速度

抬升速度过慢，会增加总体打印时间；过快则会导致模型层与层间受到的瞬间拉扯力大于其固化后的结合力，会使模型产生裂纹，严重甚至模型发生断裂，打印失败。

7、回程速度

回程速度也是起到与灯灭延迟同样的效果。过快的速度，导致材料不能及时地填补空缺，并且过快的速度有可能导致控制平台升降的步进电机过冲，从而使模型与DLP屏幕碰撞，模型震动、错位的现象发生。过慢的速度会增加总体打印时间。