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PU Rigid 树脂家族打印部件的故障排查

PU Rigid 树脂家族打印部件的故障排查

注:

Formlabs 已淘汰此材料,不再供货。有关其他 Formlabs 材料的信息,请访问 选择合适的树脂

聚氨酯因其出色的耐用性、耐化学腐蚀性和机械性能而得到广泛使用。通常情况下,聚氨酯部件需通过铸造或反应注射成型方法进行制造。Formlabs PU Rigid 树脂家族通过混合化学成分方法开发而成,能够与 Formlabs SLA 打印机兼容。使用 Formlabs PU Rigid 树脂家族打印的部件不仅具有极高的冲击强度,还兼具聚氨酯的物理性能,适用于严苛环境中的最终应用。

有时打印部件的效果与预期并不相符。请对比 PU Rigid 树脂家族打印部件的常见问题特征,缩小问题根源的范围并找到解决方案。

从构建平台上取下时部件断裂

刚刚打印完成的聚氨酯部件在原始状态下的强度远低于使用 Formlabs 通用树脂和工程树脂打印的部件。从构建平台上取下时,较薄部件可能会发生断裂。

防止打印部件在从构建平台上移除时断裂:

  • 考虑打印壁厚大于 1mm 的几何结构。
  • 使用推荐的去除工具之一将部件从构建平台上取下。
  • 当使用标准 Build Platform 打印时:需要在基座上打印部件,而非直接在构建平台上打印。将去除工具滑至直接在构建平台上打印的部件下方,会对该部件施加压力,并可能破坏部件。对于薄壁部件和使用 PU Rigid 650 Resin 打印的部件来说,这种情况尤为明显。
  • 使用 Build Platform 2 打印时:通过弯曲部件去除把手,将打印部件与构建平台分离。如果部件并未脱落,请使用去除工具小心地将这些部件从构建平台上撬下。
  • 在 Build Platform 2 上使用 PU Rigid 1000 Resin 打印的部件比 PU Rigid 650 Resin 的打印部件更容易取下,因为 PU Rigid 1000 Resin 的硬度更高。在构建平台的中心位置打印部件,可以最轻松地取下部件。
  • 使基座附着于构建平台上,使用平口剪钳切割支撑结构,将该部件与基座分开。
  • 如果确实需要在构建平台上直接打印部件,请调整部件的方向,以提高打印成功率并减少在移除部件时对部件的应力。
  • 可以考虑使用吹风机或其他类似热源来加热构建平台,这有助于在使用去除工具之前使部件松动。

明显的表面瑕疵

如果 PU Rigid 树脂家族的打印部件表面存在残留的液态树脂,则可能在固化后产生明显的表面瑕疵,特别是在相对湿度较高的情况下。

为充分清洁部件并防止表面瑕疵:

  • 考虑改变高大部件的方向,以缩短打印时间。
  • 在打印过程中,使用干燥柜尽可能地将相对湿度保持在较低水平。
  • 在装有清洁溶剂的清洗桶中手动浸泡并搅拌部件,以清除粘在部件表面的树脂。
  • 清洗部件后,使用压缩空气去除所有残留溶剂和树脂。
  • 确保在潮气固化前,部件上的 PGDA 溶剂完全干燥。

移除支撑后的痕迹或破损

移除支撑可能导致打印部件出现凹痕、毛刺或其他破损。设置打印件以便更容易去除支撑,并根据部件几何形状改变去除支撑的时间。

为避免在移除支撑时损坏打印部件:

  • 对于壁厚小于或等于 2-3mm 的部件,在潮湿环境中进行后固化时应保留支撑,以防止翘曲。
  • 对于壁厚超过 2-3mm 的大型和厚重部件,考虑在潮气后固化前去除支撑。
    • 使用平口剪钳从原始部件上去除支撑结构,而非用手剥离支撑结构。
    • 如果需要,可使用细砂纸(240-320 粒度的 CAMI)打磨原始部件,以获得精细的表面光洁度。在执行此操作时须小心,以免损坏部件。
  • 如果在保留支撑结构的情况下对部件进行后固化,则请在固化完成后用平口剪钳去除支撑结构。请靠近部件表面进行剪切,以免因过度打磨而损坏表面。
  • 对于使用 PU Rigid 650 Resin 打印的部件:如果您有使用 PU Rigid 650 Resin 打印的经验,请尝试将支撑密度从默认的 1.0 降至 0.8 或更低,并根据模型的尺寸、形状和厚度,将接触点尺寸从默认的 0.6mm 降至 0.5mm。支撑结构的密度和接触点尺寸越小,则越易于移除。

直接在构建平台上打印时,前期打印层出现扩张

直接在构建平台上打印时,前期打印层可能会向外扩张并超出部件的设计范围。Formlabs LFS 打印机(Form 3 和 Form 3L 产品系列)会对前期打印层进行过度曝光,以确保其良好附着在构建平台上。请在基座(或小型基座,如果适用)上打印部件,以确保部件的几何结构和公差保持不变。

尺寸精度

3D 打印部件的尺寸精度取决于部件的几何形状和打印时的部件方向:

  • 根据 Formlabs 指南确定部件方向,有助于确保更好的尺寸精度和打印成功率。
    • 打印部件在后固化过程中会轻微收缩。后固化过程中的收缩率取决于几何结构和部件设计。与较厚的部件部分相比,孔和薄壁极易收缩。PreForm 和 Formlabs 打印设置考虑到了材料的收缩,但可能需要调整模型才能获得适当的尺寸精度。
  • 应确保打印部件的清洗时间不超过建议时间。
  • 应确保打印部件在后固化之前完全干燥。

部件表面的装饰性问题

支撑位置、密度和移除技术都会影响部件表面的装饰效果。根据部件几何结构,可以在打印准备期间、打印之后或后固化之后解决装饰性问题。

打印准备

  • 在 PreForm 中调整部件方向,使支撑接触点位于部件的非外观表面。请考虑根据需要在其他表面编辑接触点以及删减接触点。
  • 对于使用 PU Rigid 650 Resin 打印的部件:如果您有使用 PU Rigid 650 Resin 打印的经验,请尝试将支撑密度从默认的 1.0 降至 0.8 或更低,并根据模型的尺寸、形状和厚度,将接触点尺寸从默认的 0.6mm 降至 0.5mm。

打印后

对于大型、厚实的部件,在清洗后去除支撑,并在后固化前用细砂纸(240-320 号 CAMI)打磨。Formlabs 不建议对较薄或脆弱的部件采用这种技术。

后固化后

后固化后,部件的强度更高,可以进行打磨和抛光,且损坏风险较小。

打磨部件时:

  • 使用 320-650 号砂纸打磨,以去除瑕疵和任何残留的支撑痕迹。
  • 对于更持久的支撑标记,可以使用带有砂磨盘的旋转工具来实现更一致的表面处理效果。请为工具选择最好的磨料。

大多数残留瑕疵都可以通过抛光打印部件去除:

  • 使用塑料抛光剂(如 NOVUS Plastic Polish)暂时恢复表面光洁度。请注意,通过 IPA 擦洗或额外的超声波清洗可以去除掉打印部件上的抛光剂,以恢复部件的原有表面外观。
  • 要想获得更持久的抛光效果,可以尝试使用不同的抛光剂,如 Tripoli 和 Jeweler 的 Rouge。请用旋转工具和棉质抛光盘来擦涂这些化合物。在用 IPA 擦洗抛光后的部件或对其进行额外的超声波清洗时,不应去除掉部件上的这些抛光剂。
  • 可以选择用一滴或两滴液态树脂重新涂抹部件,以恢复其表面光洁度。
    • 请戴上光滑、干净的丁腈手套,将液态树脂涂抹在整个部件上,用极薄的树脂层来实现均匀的表面效果。
    • Formlabs 建议使用 Form Cure 或 Form Cure L,在室温下进行紫外线后固化至少 10 分钟,并再次进行潮气固化至少 24 小时,使树脂层完全固化。