文/李瑜媚

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創(chuàng)意手機座3D打印過程中所遇問題及其解決方法分析

文/李瑜媚

0前言

如果您是初接觸3D打印，一定會覺得它無比神奇，產(chǎn)品是如何打印出來的？本文以創(chuàng)意手機座的制作為例，淺析創(chuàng)意作品從設(shè)計到3D打印完成的流程及在這一工作流程中所遇的問題和解決方法。

1　手機座的設(shè)計

市面上的手機座在外觀與作用上滿足單一的支撐固定手機的要求，基于手機座容易實現(xiàn)改良創(chuàng)新的特點，將手機座與手機上的手電筒功能結(jié)合在一起，設(shè)計出一款簡易的手機座小夜燈。

3D打印機的工作前提是設(shè)計軟件的數(shù)字化，基于中望3D零基礎(chǔ)入門，國產(chǎn)軟件更符合我們的行為習慣，所以建模的過程使用中望3D軟件。

設(shè)計過程展示（如圖1所示）：產(chǎn)品布局→放樣與抽殼→繪制細節(jié)（手機放置槽與透光小孔）。

圖1　設(shè)計過程展示

2　建模軟件與3D打印機的對接

將3D模型通過數(shù)字切片軟件轉(zhuǎn)換成GCode（數(shù)字切片），并將這些切片信息傳送到3DP控制器?；贓instart桌面3D打印機屬于家用個人3D打印機，操作簡易，因此打印過程選用Einstart 3D打印機。其過程如下：

（1）建好的模型文件另存為后綴名為“.stl”的文件。更換文件名稱，以數(shù)字或英文字母為準，不可出現(xiàn)中文。

（2）利用Einstart桌面3D打印機相對應(yīng)的數(shù)字切片軟件將以上文件進行數(shù)字切片，該切片軟件較簡單，根據(jù)指示進行設(shè)置便可。

（3）生成路徑。在路徑生成器窗口（如圖2所示）中按需求選擇不同精度級別，其中fast精度級別最低，standard精度級別最高，也可同時調(diào)整窗口右邊的參數(shù)。設(shè)定好參數(shù)后，按下“開始生成路徑”按鈕，當路徑生成完成時，會在與后綴名“.stl”同一文件夾中生成一個同名稱后綴名“.gsd”的文件。

圖2　路徑生成器窗口

（4）將“.gsd”文件存入打印機的SD卡中，完成建模軟件與3D打印機對接。

3　3D打印機開始列印直至列印完成，即固態(tài)作品成型（見圖3）

圖3　成型的創(chuàng)意手機座

4　出模過程中出現(xiàn)的問題及其解決方法

4.1噴頭不能正常出絲，出現(xiàn)水狀滴液

Einstart桌面3D打印機采用了FDM（熔融沉積成型）技術(shù)，噴頭堵塞時，在加熱器的作用下，PLA直接由固體變成液體；或者是風扇被關(guān)閉，擠出機電機過熱導致PLA過分軟化成為液體。若是第二種情況，重新打開風扇即可。若是第一種情況，解決方案如下：

（1）加熱噴頭溫度。

將噴頭溫度手動調(diào)節(jié)至240℃，關(guān)閉風扇，溫度達到后，手動往進料喉管中擠壓膠絲，使噴嘴正常出絲。接著拔出膠絲，再次進入進料喉管后，稍等膠絲熔化后拔出膠絲，使半熔化的膠絲將噴嘴中的殘留物帶出，反復(fù)操作幾次。

（2）使用3D打印機噴頭專用清理鉆頭工具（0.3mm）鋼絲疏通噴嘴。

（3）將噴頭拆下，放于丙酮溶液中清洗。進行此方法時建議帶上專門的防護手套。

4.2產(chǎn)品出現(xiàn)絲狀下墜，無法貼緊成型

3D打印機工作時，如果噴頭速度過快，來回行程較短時，材料來不及凝固，又有上層材料疊壓，同時產(chǎn)品曲面的弧度較大，可導致產(chǎn)品出現(xiàn)絲狀下墜的情況。

回到流程的開始，可以在計算機建模時調(diào)整產(chǎn)品曲面的弧度；也可以在數(shù)字切片生成路徑時，選擇standard高精度級別打印，同時可修改打印速度；還可適當加上支撐架?？筛鶕?jù)實際情況三種方法相互配合，可有效解決墜絲問題。

4.3 3D打印的最后工序

大多數(shù)打印完的產(chǎn)品看起來并不光滑或沒有完全成型，一名好的設(shè)計師必須考慮支撐結(jié)構(gòu)，才能打印出精致的結(jié)構(gòu)，而這些支撐材料會在打印結(jié)束后的“后處理”步驟中移除。借助抹刀或鑷子等一些工具去除支撐架，產(chǎn)品的打磨拋光也很重要。基于桌面打印機的用戶多是個人及小團隊，以下介紹的是容易操作且成本較低的表面處理方法。

（1）化學溶液浸泡。

利用NaOH（氫氧化鈉）飽和溶液的強腐蝕性來腐蝕產(chǎn)品表面的紋理以便讓產(chǎn)品表面光滑，經(jīng)多次實驗得出以下幾點。

①操作方法：調(diào)配飽和的NaOH溶液，將產(chǎn)品浸入液體中，浸泡時間15～30分鐘，產(chǎn)品表面的粗糙度得到一定的改善。

②優(yōu)缺點：無揮發(fā)，可重復(fù)使用，無毒，配比方便但出效果的速度慢。

③注意事項：飽和的NaOH溶液長時間儲存要使用PVC材質(zhì)的容器；加熱NaOH溶液確實能加快表面平滑的速度，但如果時間控制不好，容易使產(chǎn)品損壞，浸泡后的產(chǎn)品需用大量自來水沖洗以確保產(chǎn)品沒有溶液殘留。

（2）砂紙打磨。

砂紙打磨是一種廉價且行之有效的方法，是3D打印產(chǎn)品后期拋光最常用、使用范圍最廣泛的技術(shù)。用砂紙打磨消除大小紋路大概需要15分鐘。

操作方法：砂紙、水、牙膏、眼鏡布。砂紙一般用海綿砂（適合打磨圓滑部分），水砂紙（號碼越大，砂紙越細，使用時號碼先小后大），打磨后再用牙膏抹在眼鏡布上進行打磨，恢復(fù)光澤。

（3）打火機。

最簡單最方便的拋光方法，即用打火機將毛刺燒平，此方法最常用于產(chǎn)品底部的拋光，但要注意，處理ABS材料時必須更加謹慎，避免讓產(chǎn)品著火，甚至可能引發(fā)火災(zāi)。

5　結(jié)語

通過對創(chuàng)意手機座3D打印流程的展示，我們可以近距離地接觸3D打印，它簡易而真實，創(chuàng)意會因為它而得到實現(xiàn)，如果你有怦然心動的感覺，請走近3D打印的世界。

作者簡介：李瑜媚（1981-），女，助理講師，本科，任職于廣東省輕工業(yè)高級技工學校，從事數(shù)控模具教學工作。