新手入門指南:3D列印基本設定:填充率、壁厚 、層高、支撐等等

Beginner’s Guide to Essential 3D Printing Settings: Infill, Walls, Layer Height, Supports and More

介紹

當你開始使用3D列印軟體時,切片軟體會丟給你很多新術語:填充率、層高、壁厚循環、支撐、線寬等等。理解這些設定是獲得堅固、乾淨、不浪費時間和耗材的列印件的第一步。

層高——列印的“解析度”

它是什麼
層高是指每一層列印層堆疊在前一層之上的厚度,例如 0.12 毫米、0.2 毫米或 0.28 毫米。它通常被稱為列印件的“垂直解析度”。

它如何影響您的列印

  • 較小的層高(例如 0.1–0.16 毫米):

    • 更光滑的表面和更精細的細節。

    • 列印時間更長,需要更多層才能完成同一個模型。

    • 當層間黏合力保持在合理範圍內時,功能部件的層間黏合力通常會更好。

  • 較大的層高(例如 0.24–0.3 毫米):

    • 列印速度更快,因為層數更少。

    • 在曲面上更容易看到「踏痕」。

    • 如果厚度過大,可能會降低強度,因為各層之間的黏合力會降低。

初學者經驗法則

  • 使用 0.4 毫米噴嘴時,一般列印建議從 0.2 毫米層高開始。

  • 噴嘴直徑應保持在 25% 至 75% 之間(對於 0.4 毫米的噴嘴,約為 0.1 至 0.3 毫米)。

例如:日常零件使用 0.2 毫米,精細縮放模型使用 0.1-0.16 毫米,而當你只是需要快速製作一些東西並且不在乎可見的線條時,則使用 0.24-0.28 毫米。

線寬-每條塑膠線的粗細

它是什麼
線寬(有時稱為擠出寬度)是指每條列印線材的寬度,通常比噴嘴尺寸略寬。

它如何影響您的列印

  • 較粗的線條(例如,使用 0.4 毫米噴嘴時,線條粗 0.45–0.5 毫米):

    • 層間黏合力更好,壁更堅固,因為線條更容易擠壓在一起。

    • 細節和邊角略顯粗糙。

  • 較細的線條(更接近噴嘴直徑):

    • 細節更精細,但對擠出不足或線條間的縫隙更敏感。

初學者經驗法則

  • 保持線寬與噴嘴直徑相近或略大一些(例如,對於 0.4 毫米的噴嘴,線寬為 0.4-0.48 毫米)。

  • 在您熟悉基本設定之前,請勿變更此設定。

牆壁和牆環-模型的外殼

它們是什麼
牆(也稱為周界或牆環)是定義模型外部和內部表面的外部“外殼”線條。切片軟體會在填滿內部之前列印這些線條。

  • 牆體環路數 = 周界線的數量(例如 2、3 或 4 條周界線)。

  • 殼體厚度 = 壁環 × 線寬 + 頂部和底部實心層。

牆壁為何重要

  • 零件的大部分強度實際上來自壁,而不僅僅是填充物。

  • 更多牆環可提供:

    • 強度更高,尤其是抗衝擊能力更強。

    • 表面較清潔,垂直面上出現小孔的幾率較小。

  • 即使填充率很高,牆體數量過少也會導致零件脆弱。

初學者經驗法則

  • 一般列印請使用 2-3 個掛環。

  • 對於功能性部件(支架、工具、安裝座),使用 3-4 層壁,並填充適量的填充物,以獲得良好的強度。

  • 將牆環與足夠的頂層和底層結合起來,使表面不透明(例如 4-5 層頂層,層高 0.2 毫米)。

例如:以 3 層外殼和 25% 填充率列印的手機支架通常比以 1 層外殼和 60% 填充率列印的相同支架感覺更堅固。

填充物-零件內部的東西

它是什麼
填充是指印在零件外壁內部的結構。大多數3D列印件並非實心,而是內部填滿重複圖案的外殼,這樣可以節省材料和時間。

填充過程中有兩個關鍵概念:填充密度和填充模式。

填充密度

密度是指內部的“飽滿程度”,通常以百分比表示。

  • 0%:完全空心。

  • 10-20%:輕盈,主要成分是空氣,適合裝飾品。

  • 20-40%:通用型,適用於許多日常零件。

  • 50-100%:非常堅固,用於高強度或承受重載的零件。

權衡取捨

  • 密度越高=強度越高、重量越重、耗材用量越多、列印時間越長。

  • 密度越低,線材越細,線材越少,速度越快。

初學者經驗法則

  • 15-20% 用於純粹的裝飾印花或角色扮演。

  • 一般機械零件和工具佔20-30%。

  • 對於必須承受真正壓力的零件,其強度應為 40-60%(加上堅固的壁厚)。

填滿圖案

填滿圖案是內部結構的形狀:線條、網格、螺旋面、蜂巢狀、三角形等。

以下是一些常見模式及其適用場景:

圖案 描述(簡述) 何時使用
線條/直線 層與層之間方向交替的平行線。 快速列印,低至中等強度原型。
網格 縱橫交錯的線條構成正方形。 大部分路段力量和速度都保持了良好的平衡。
三角形 重複的三角形形狀。 非常堅固耐用,適合用作承重部件。
蜂巢 六邊形細胞,通常效率很高。 裝飾性和結構性部件;每根絲線強度高。
陀螺儀 複雜的立體曲面結構,各個方向都很堅固。 需具備全面強度的功能性機械部件。


初學者經驗法則

  • 對於大多數模型,網格或陀螺儀的初始設定應設定為 15%–25%。

  • 如果零件承受重載或需要高剛度,請使用三角形或更高密度的材料。

例如:牆上的工具架可以使用 3 層壁,25% 的螺旋填充,以抵抗拉力而不浪費耗材。

支撐結構-用於懸挑結構的臨時構築物

它們是什麼
支撐結構是臨時列印的結構,用於支撐模型中原本會「懸空」列印的部分。列印完成後,將其移除。

超過一定角度的懸垂和橋樑需要支撐,因為熔融塑膠在冷卻前會下垂。

關鍵概念

  • 懸垂角度:

    • 許多印表機無需支撐即可處理約 45° 的懸垂;更陡的角度通常需要支撐。

  • 支持安置:

    • 「僅接觸建造平台」創建的支撐結構從列印床上開始。

    • 「無所不在」允許基於模型本身建構支援。

  • 支撐密度:

    • 密度越高,支撐力越強,底部越乾淨,但移除難度越大,列印速度越慢。

    • 密度越低,越容易去除,底部越粗糙,材料越少。

初學者經驗法則

  • 僅在需要時啟用支撐(例如陡峭的懸挑結構、大型橋樑或浮動結構)。

  • 使用預設支撐密度(通常為 10-20%),並根據移除難度進行增減試驗。

  • 如果可以,旋轉模型,使需要支撐的區域減少。

例如:一個手臂伸展的角色模型可能只需要在手臂和手部下方提供支撐,而不需要在整個模型下方提供支撐。

鼓勵讀者列印一個小的校準立方體或簡單的測試對象,並且一次只更改一個參數(例如填充密度或層高),以便他們可以清楚地看到每個設定在實際列印中的效果。

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