如何在FDM 3D打印中获得更好的美学效果？
如何在FDM 3D打印中获得更好的美学效果？
在FDM 3D打印中，获得理想的美学效果需要从多个环节进行精心控制。从打印前的材料准备，到切片软件中的参数设置，再到打印完成后的后处理，每个环节都可能影响最终的打印质量。本文将为您详细介绍如何在各个环节中优化操作，以获得更美观的打印效果。
在使用长丝沉积技术的3D 打印部件上，我们经常可以观察到打印所需支撑的某些伪影、层线和痕迹。这些视觉缺陷有时会很烦人，我们很快就会想要改善 FDM 打印部件的美观性。
如果您曾经尝试过自己改善FDM 3D 打印结果，您可能知道这是一个涉及多个步骤的过程，每个步骤都具有挑战性。然而，通过在打印前、打印中和打印后采取适当的做法，可以获得更干净、更专业的结果。
图1、获得美丽的效果取决于打印本身以及前后步骤。
打印前的准备
甚至在3D 打印之前，某些参数就会发挥作用，以确保最终零件的质量。两个主要因素是3D打印机和所用的材料。
对于长丝而言，其吸收的水分会导致打印缺陷，例如气泡或裂纹，从而影响表面光洁度。为避免这种情况，建议在打印前使用专用机器、除湿机或将其放入低温烤箱中干燥灯丝。
在打印机方面，清洁打印床至关重要。清洁的表面可确保更好的附着力和均匀的首层涂层。定期使用异丙醇或脱脂皂清洁托盘以去除残留物。
确保床身正确调平也很重要，可以手动调平，或者如果打印机有自动调平功能，则使用自动调平功能。还要调整喷嘴相对于板材的高度（小步移动或Z 轴偏移），以确保最佳的第一层。
最后，定期维护打印机有助于最大限度地提高其获得良好、可重复的结果的机会。此维护范围从整体清洁（板、轴、挤出机、热端等）到润滑轴，包括机械调整，例如挤出机压力、皮带张力和调整带有V 型轮的打印机上的偏心螺母。
图2、为了获得没有振铃或重影伪影的美丽效果，必须正确维护您的3D 打印机。
切片提示和打印设置
切片是3D 打印的关键步骤，因为这是您准备零件和调整所有打印参数的时刻。为了确保最佳效果，零件方向是一项关键的调整，它会影响表面光洁度和制造支撑的需求。定位部件以尽量减少悬垂，从而减少需要支撑的区域，这将改善最终的美观度。
在某些情况下，几何形状复杂且难以打印的部件可以通过将其分成多个部分，然后在打印后将它们连接起来而更容易制造。大多数现代切片机允许您沿轴线分割碎片并创建接头以便于粘合时对齐。将复杂零件分成多个部分可以减少对支撑的需求并提高表面质量。
切片过程中需要调整的一些打印参数，例如打印速度、层高、填充（图案、密度、与周边重叠）以及内壁和外壁的打印顺序。
层高是一个可以提高打印速度或快速提高质量的参数。层数越高，层数越少，打印完成的速度越快。相反，层数越多，通过减少曲面和斜面的阶梯效应，质量得到改善的程度就越大。
图3、采用线沉积技术的3D 打印部件的各层通常肉眼可见。层高越大，这些层越容易区分。
降低速度，尤其是外层的速度，可以提高精度和表面质量。根据零件的复杂程度和所用材料调整速度。
打印填充是关于打印美观度的一个经常被忽视的参数。尽管填充物是内部的并且在打印完成后被隐藏，但它作为上面各层的稳定基础，有助于整体打印的成功。有各种适合特定需求的图案，例如，陀螺仪可以提高Z 方向强度，而闪电填充可作为内部自动支撑，大大减少使用的填充量。调整填充物和墙壁之间的重叠百分比以确保最佳的强度和美观度也可能很重要。
切片时还可以调整挤压温度和材料冷却。成功找到挤出温度和冷却之间的平衡非常重要：温度过高会导致表面粗糙，而温度过低会影响层间粘附并对机械性能产生负面影响。根据所用材料和所需结果调整这些设置，以获得坚固性和美观性之间的最佳平衡。
图4、对于某些部件，需要使用支撑才能确保打印成功。
增加墙壁数量可以改善外部装修。同样，优化顶层和底层的数量可以确保表面光滑均匀。除了前面提到的所有元素之外，还有一些更高级的切片设置可供考虑，以提高打印件的美观度：
先打印外围再打印内部：此技术通过先打印外壁，再打印内壁来提高轮廓的准确性。
可变层高：对于详细区域使用较薄的层，对于不太明显的部分使用较厚的层，可以优化打印质量和时间。
使用不同的材料作为支撑界面：通过使用与打印其余部分不同的材料作为支撑界面，可以减少界面与打印本身之间的距离，从而确保更好的效果。例如，PLA 和 PETG 是很好的材料，可以一起使用以获得更好看的打印件。
后处理技术
打印完成后，有时需要进行后处理以改善3D 打印部件的外观和感觉。根据所使用的材料和所需的光洁度，可以采用不同的方法来平滑表面、隐藏层线甚至增强零件的坚固性。从打磨到喷漆、粘合以及树脂涂抹或热抛光等更先进的技术，每种解决方案都提供了美观和功能的改进。
打磨和平滑
打印后，打磨是使表面光滑的常用方法。首先使用粗砂纸（约100-200）去除最明显的缺陷，然后使用更细的砂纸（400-600）进一步打磨表面。使用非常细的砂砾（1000 或更高）进行打磨，以获得丝滑的效果。为了获得超光滑的表面，您可以使用抛光剂。在打磨零件之前，您可以用填料填充组装零件之间的孔洞和接缝，并用喷涂填料底漆填充层之间的微间隙，以使后期处理更容易。其他类似的后处理的有效方法还有喷砂或者喷砂。
图5、打磨是改善表面光洁度的有效后处理方法。
涂装和精加工
涂漆之前，先涂上底漆并轻轻打磨表面，以确保更好的附着力。选择适合房间材质的油漆，并均匀涂抹以获得专业的效果。刷子或喷枪绘画可以获得细致的效果，而喷漆可以均匀、快速地覆盖大面积。
组装和粘合
当连接分裂部件时，选择合适的粘合剂至关重要。氰基丙烯酸酯胶水（也称为强力胶或超级胶水）可快速凝固，非常适合小型PLA 或 PETG 部件。为了获得更强的粘合力，尤其是在较大面积上，使用双组分环氧胶是一个不错的选择。对于 ABS 部件，采用丙酮化学焊接技术可以将各个元素融合在一起，形成一个看不见且耐用的组件。还有基于化学焊接原理的粘合剂，专门用于 3D 打印，可用于各种材料（例如 3D Gloop）。
另一个解决方案是从设计阶段开始规划联锁或螺丝系统。在零件上直接印制的榫头和榫眼有助于它们的对齐，并加强了它们的支撑。还可以集成热熔金属螺纹嵌件，以实现可拆卸且坚固的组件。
其他精加工技术
除了打磨和喷漆之外，还有其他技术可以改善3D 打印部件的美观度。例如，热抛光涉及将表面短暂地暴露在热风枪、喷灯或打火机的热量中，以抚平天使头发和其他微缺陷。此方法对 PETG、ASA 和 ABS 特别有效，但必须小心使用以避免零件扭曲。
图6、在FDM 3D 打印中，通常需要组装零件以实现更大、更复杂的形状。 （图片来源：Prusa 3D）
另一种流行的方法是使用透明或有色环氧树脂。这些树脂通过刷子或浸渍的方式涂抹，填补了不规则的部分，使表面呈现出光泽和均匀的外观。该技术通常用于暴露在潮湿环境中或需要高端美学效果的部件。3D树脂打印所用的UV树脂也可以以同样的方式应用到零件上，经过光聚合后达到类似的效果。
还有其他后处理方法可以实现卓越的机械或美学性能，例如水印、电镀或退火。
FDM 3D 打印由于其入门价格和易于使用而成为一种可获得的技术，但要实现最佳的美学性能则需要在过程的每一步都小心谨慎、严谨。从打印机准备到后期处理，每个参数都会影响最终的渲染。干燥灯丝、清洁床、调整切片参数以及采用正确的后处理技术都是生产更美观、更专业的零件的必要步骤。
实验仍然是完善您的打印品的关键。每台打印机、每种灯丝和每个项目都有自己的特性，测试不同的方法可以帮助您找到最佳设置。