问题
翘曲
Warping
翘曲(Warping)是指 3D 打印过程中模型的边角从热床上翘起脱离的缺陷。其根本原因是模型不同部位冷却速度不一致——下层已经冷却收缩,而上层还处于高温膨胀状态,由此产生的内应力将边角向上拉起。
成因
当挤出机在模型上沉积每一层新的热耗材时(温度通常为 200–260°C,视材料而定),这一层开始冷却并收缩。而下面的几层早已降至接近热床温度并被牢牢固定。新层冷却收缩时会对下层产生拉力。随着层数增加,累积应力逐渐增强,最终超过热床附着力,边角翘起。
一旦边角翘起,问题会加速恶化。翘起的边缘在模型与热床之间形成缝隙,导致该边缘后面的层都被挤到半空中,模型逐层变形,最终可能完全脱离热床,打印彻底失败。
不同材料的翘曲风险
翘曲程度因材料而异:
| 材料 | 翘曲风险 | 常见对策 |
|---|---|---|
| PLA | 低 | 热床 40–60°C,清洁表面 |
| PETG | 中等 | 热床 70–90°C,良好附着 |
| ABS / ASA | 高 | 必须使用封闭机箱,热床 90–110°C |
| 尼龙(PA) | 高 | 封闭机箱,热床 70–100°C,控制冷却 |
| 聚碳酸酯(PC) | 极高 | 封闭机箱,热床 100–130°C |
PLA 在热床预热正确的情况下很少翘曲,因此被推荐为新手入门材料。ABS 和 ASA 的翘曲问题最为突出,这与其高玻璃化转变温度和显著的热收缩有关——几乎必须使用封闭机箱保持环境温度稳定。
预防措施
- 热床温度到位——这是最重要的一道防线。不同材料需要不同的热床温度(参见上表)。
- 使用封闭机箱——机箱可以阻隔气流,维持稳定的环境温度,降低导致翘曲的温差。对于 ABS、ASA 和聚碳酸酯几乎是必备条件。
- 裙边或底筏——裙边(Brim)在模型周围增加若干圈外扩环,增大与热床的接触面积。底筏(Raft)在模型底部构建一个临时平台。两者都提供额外的附着力。
- 清洁热床表面——指纹上的油脂会阻止附着。每次打印前用 90% 以上浓度异丙醇擦拭热床。
- 避免气流——将打印机远离空调出风口、开着的窗户或走廊。即使微风也可能导致不均匀冷却。
- 打好第一层——如果第一层不能在整个热床表面均匀附着,后续几乎必然翘曲。花时间把热床调平做到位。