如何用Slic3r生成3D打印的可剥离支撑底座

首先来看一段如何将3D打印完成后的辅助支撑底座剥离的视频。如果你觉得很需要这个可剥离的底座来实现完美平直的打印品底面,那就请按照我后面的步骤操作即可。

3D打印作品时,在打印平台上先打出一个支撑底座是一个很实用的操作,其优点显而易见:底座将作品抬离平台,有助于保持作品底面的平整,平台上任何 痕迹不平整等问题不会影响到作品;因热胀冷缩而产生的边角翘起问题只会影响底座,而不会影响到在底座上方的打印品。但是用相同材料相同机器打印出来的底座 如何能很容易的和上方的作品剥离,是一个令人头痛的课题:一方面你希望底座可以牢固地支撑起上方的作品,不会产生作品边角翘起现象;另一方面,你又不希望 底座和作品粘连得太牢固而无法分离。那有没有办法同时实现这个貌似相悖的想法呢?答案是肯定的,至少有一个现成的产品已经做到了这点:UP!3D打印机,其最出名的就是可以打印可剥离的底座。

UP!3D打印机虽好,可它不属于RepRap开源社区的一分子,也就意味着它如何实现可剥离底座的算法是不公开的。我仔细检查了UP!3D这款打印机,除了一般打印机都具备的零部件以外(喷嘴,XYZ三维轴承,加热打印平台),它并没有什么特别之处。那看来其神秘之处就藏在软件里了。最近欣喜地发现开源社区的层切软件Slic3r在新版0.9.9里面增了一个“Raft”功能,我决定用我的Type A Machine Series 1来试一试看看这个Raft是不是我想要的可以剥离的底座。如果我成功了,你可以同样地复制在你的打印机上。

3D_Print_Raft_CN

图1,用Repetier-Host可视化出来带底座打印模型(左),无底座打印模型(右)以及用UP!3D打印出来的带底座作品。

看到最左边的图片就开始令我兴奋不已了,至少这是Slic3r破天荒第一次生成了非常类似于UP!3D的支撑底座!接下来的问题就是,这个辅助底座是不是很容易剥离?那就用我的机器打打看了!

Raft_No_Removable_CN

图2,结果有点令人沮丧。我的打印模型背面有一大块属于底座的部分残留着,非常牢固,无法剥离。

那让我们看一看这个新的Slic3r生成的底座部分g-code到底是什么样的。我还是推荐使用Repetier-Host来 可视化,它可以帮助你将g-code一层一层分开显示,十分有助于全面了解打印整个过程。我只做了一个十分简单的矩形体,大小为44.45毫米 x 44.45毫米 x 5.08毫米,打印层间距设为0.2毫米,支撑底座高度设为49层。下图是Repetier-Host上看到的结果(使用了photoshop处理了截 图)。

3D_Print_Gcode_Analysis_CN

图3,如图所示,最下方为一层底层,然后是49层底座,49层中最上方的3层被设置为实心层,Slic3r里称之为接触层(interface layer)。可以看到,这个接触层的最上面一层距离下面一层的距离只有0.129毫米,而非所设置的0.2毫米。另外,在这个接触层和模型之间,有一层 额外的分割层(separator layer),这是由Slic3r自动生成的,距离下方的接触层顶层0.321毫米。看起来Slic3r是想将底座最顶部的3层实心接触层贴地很近地打印 从而做出一个十分坚固的底座,而将上方的分割层开始的模型分开一定距离打印,从而实现“可剥离”。

这确实是不错的想法!因为3D打印最基本的原理就是通过将塑料耗材(ABS或者PLA等)高温融解后相互粘织在一起而形成各种形状。当两层之间的距 离相当近的话,他们之间的粘连度也就更高;反之亦然。可是Slic3r在这个思想指导下所生成的gcode为什么就不能完全实现该有的效果呢?至少图2里 面只有一部分底座是容易剥离的,其他的十分牢固地黏在打印作品上。所以我决定将分割层和底座的距离再次拉开0.1毫米试试。同时,考虑到耗材的粘连度和喷 嘴融解温度也是有关的,如果用较低的温度(比如200度而不是平时的235度)打印分割层,则有助于减小分割层和底座的粘连性。可惜Slic3r的 0.9.9版还不支持我的想法,我只能自己写了代码自动修改Slic3r生成的gcode。我使用下面的gcode来调控温度:

M109 S200 ; 设置新的温度,并停下等待直到达到该温度。
M109 S235

实际使用来看,喷嘴需要差不多一分钟的时间在两个温度之间升降。我同时还观察到,喷嘴在等待温度变化的过程中,有一定量的耗材会滴出喷嘴,所以我插入了一段代码让喷嘴在等待之前先升高一定的距离,这样有助于清理而不至于让他们粘在底座上。

Increase_Distance_Raft_Model_Change_Nozzle_Temperature_CN

图4,左边显示了被扩大的缝隙,可以在Repetier-Host里看到。右图青色的线条是喷嘴行走的轨迹。下面这段视频展示了我自己编写插入的代码是如何在Type A Machine Series 1上工作的。

最后来看看我的可剥离底座实物图!

Peel-able_3D_Print_Raft

图5,现在的底座可以剥离了!希望有一天Slic3r可以将我的想法实现到他们的新版本中!

如何用Slic3r生成3D打印的可剥离支撑底座》上有1条评论

发表评论

电子邮件地址不会被公开。