创意手机座3D打印过程中所遇问题及其解决方法分析

文/李瑜媚



创意手机座3D打印过程中所遇问题及其解决方法分析

文/李瑜媚

0前言

如果您是初接触3D打印，一定会觉得它无比神奇，产品是如何打印出来的？本文以创意手机座的制作为例，浅析创意作品从设计到3D打印完成的流程及在这一工作流程中所遇的问题和解决方法。

1　手机座的设计

市面上的手机座在外观与作用上满足单一的支撑固定手机的要求，基于手机座容易实现改良创新的特点，将手机座与手机上的手电筒功能结合在一起，设计出一款简易的手机座小夜灯。

3D打印机的工作前提是设计软件的数字化，基于中望3D零基础入门，国产软件更符合我们的行为习惯，所以建模的过程使用中望3D软件。

设计过程展示（如图1所示）：产品布局→放样与抽壳→绘制细节（手机放置槽与透光小孔）。

图1　设计过程展示

2　建模软件与3D打印机的对接

将3D模型通过数字切片软件转换成GCode（数字切片），并将这些切片信息传送到3DP控制器。基于Einstart桌面3D打印机属于家用个人3D打印机，操作简易，因此打印过程选用Einstart 3D打印机。其过程如下：

（1）建好的模型文件另存为后缀名为“.stl”的文件。更换文件名称，以数字或英文字母为准，不可出现中文。

（2）利用Einstart桌面3D打印机相对应的数字切片软件将以上文件进行数字切片，该切片软件较简单，根据指示进行设置便可。

（3）生成路径。在路径生成器窗口（如图2所示）中按需求选择不同精度级别，其中fast精度级别最低，standard精度级别最高，也可同时调整窗口右边的参数。设定好参数后，按下“开始生成路径”按钮，当路径生成完成时，会在与后缀名“.stl”同一文件夹中生成一个同名称后缀名“.gsd”的文件。

图2　路径生成器窗口

（4）将“.gsd”文件存入打印机的SD卡中，完成建模软件与3D打印机对接。

3　3D打印机开始列印直至列印完成，即固态作品成型（见图3）

图3　成型的创意手机座

4　出模过程中出现的问题及其解决方法

4.1喷头不能正常出丝，出现水状滴液

Einstart桌面3D打印机采用了FDM（熔融沉积成型）技术，喷头堵塞时，在加热器的作用下，PLA直接由固体变成液体；或者是风扇被关闭，挤出机电机过热导致PLA过分软化成为液体。若是第二种情况，重新打开风扇即可。若是第一种情况，解决方案如下：

（1）加热喷头温度。

将喷头温度手动调节至240℃，关闭风扇，温度达到后，手动往进料喉管中挤压胶丝，使喷嘴正常出丝。接着拔出胶丝，再次进入进料喉管后，稍等胶丝熔化后拔出胶丝，使半熔化的胶丝将喷嘴中的残留物带出，反复操作几次。

（2）使用3D打印机喷头专用清理钻头工具（0.3mm）钢丝疏通喷嘴。

（3）将喷头拆下，放于丙酮溶液中清洗。进行此方法时建议带上专门的防护手套。

4.2产品出现丝状下坠，无法贴紧成型

3D打印机工作时，如果喷头速度过快，来回行程较短时，材料来不及凝固，又有上层材料叠压，同时产品曲面的弧度较大，可导致产品出现丝状下坠的情况。

回到流程的开始，可以在计算机建模时调整产品曲面的弧度；也可以在数字切片生成路径时，选择standard高精度级别打印，同时可修改打印速度；还可适当加上支撑架。可根据实际情况三种方法相互配合，可有效解决坠丝问题。

4.3 3D打印的最后工序

大多数打印完的产品看起来并不光滑或没有完全成型，一名好的设计师必须考虑支撑结构，才能打印出精致的结构，而这些支撑材料会在打印结束后的“后处理”步骤中移除。借助抹刀或镊子等一些工具去除支撑架，产品的打磨抛光也很重要。基于桌面打印机的用户多是个人及小团队，以下介绍的是容易操作且成本较低的表面处理方法。

（1）化学溶液浸泡。

利用NaOH（氢氧化钠）饱和溶液的强腐蚀性来腐蚀产品表面的纹理以便让产品表面光滑，经多次实验得出以下几点。

①操作方法：调配饱和的NaOH溶液，将产品浸入液体中，浸泡时间15～30分钟，产品表面的粗糙度得到一定的改善。

②优缺点：无挥发，可重复使用，无毒，配比方便但出效果的速度慢。

③注意事项：饱和的NaOH溶液长时间储存要使用PVC材质的容器；加热NaOH溶液确实能加快表面平滑的速度，但如果时间控制不好，容易使产品损坏，浸泡后的产品需用大量自来水冲洗以确保产品没有溶液残留。

（2）砂纸打磨。

砂纸打磨是一种廉价且行之有效的方法，是3D打印产品后期抛光最常用、使用范围最广泛的技术。用砂纸打磨消除大小纹路大概需要15分钟。

操作方法：砂纸、水、牙膏、眼镜布。砂纸一般用海绵砂（适合打磨圆滑部分），水砂纸（号码越大，砂纸越细，使用时号码先小后大），打磨后再用牙膏抹在眼镜布上进行打磨，恢复光泽。

（3）打火机。

最简单最方便的抛光方法，即用打火机将毛刺烧平，此方法最常用于产品底部的抛光，但要注意，处理ABS材料时必须更加谨慎，避免让产品着火，甚至可能引发火灾。

5　结语

通过对创意手机座3D打印流程的展示，我们可以近距离地接触3D打印，它简易而真实，创意会因为它而得到实现，如果你有怦然心动的感觉，请走近3D打印的世界。

作者简介：李瑜媚（1981-），女，助理讲师，本科，任职于广东省轻工业高级技工学校，从事数控模具教学工作。