什么是边缘,什么是底座
边缘是与零件同层打印、直接印在打印板上的额外轮廓环。它沿模型轮廓接触模型,通常相距 0.1–0.3 mm,因此能固定住角部,又不会垫在零件下方。没有需要剥离的支撑面,模型底面保留打印板赋予的纹理。
底座是打印在零件下方的水平平台,通常为 2–4 层密集线条,顶层较疏松。模型从该平台之上开始打印,因此首层从不接触打印板。这正是关键:底座吸收打印板平整度误差,为零件提供一致的基底,代价是额外材料、额外时间和粗糙的底面。
两种方案都不改变首层以上的情况。如果零件因上部壁面的热收缩而翘曲,再宽的边缘也无法永久固定。因此选择必须依据几何形状和聚合物,而不是习惯。
我们在增材实验室复查失败打印件时,切片设置通常是最后才看的东西。我们先问这个零件本来应该是什么:带尖角的高支架、平板盖板、薄壁风道。答案在输入任何数字之前就已缩小了选择范围。
边缘与底座一览
目标相同,接触面不同。
| 项目 | 边缘裙边 | 筏板 |
|---|---|---|
| 与零件的接触 | 首层上的轮廓环 | 整个零件坐在其上 |
| 典型厚度 | 与零件同层 | 2–4 层加间隙 |
| 底面质量 | 打印板纹理,干净 | 粗糙,需要打磨 |
| 打印板状态 | 需要平整的打印板 | 可容忍轻微不平 |
| 去除量 | 手动剥离,无需工具 | 用刀或刮刀撬下 |
| 材料成本 | 低,几个环 | 每个零件 2–5 g 或更多 |
| 适用场景 | 尖角、高壁 | 首层附着差的材料 |
| 弱点 | 无法解决首层以上的翘曲 | 掩盖打印板问题,浪费时间 |
按几何形状选工具,不按习惯
小底面高零件是典型的边缘应用场景。一个 150 mm 高、底面 30 × 30 mm 的 ABS 支架没有附着面积,顶部弯曲力却很大。喷嘴每走一遍都会拖拽零件,一次碰撞就会结束打印。五到十个边缘环刚好把底面扩大到足以抵抗拖拽,而且边缘去除成本低。
大平面零件则相反。200 × 200 mm 的 PLA 盖板整个面已经抓住打印板。加边缘几乎没用,加底座只会带来粗糙底面和 30 分钟打印时间。如果这种零件卷边,原因通常是打印板温度或打印板不平,而不是缺少附着面积。
薄壁、柔性或高收缩材料会改变答案。TPU 对底座的附着比玻璃或 PEI 更可预测,因此小底面软零件通常实用选择是底座。尼龙和聚碳酸酯收缩大、翘曲早;边缘能在冷却时固定轮廓,但对这些聚合物来说,防风罩或封闭腔体比两种方案都更有效。
还有几何限制。边缘只在零件与打印板接触处起作用。如果首层是宽而薄的凸缘中间的一个小圆,轮廓环分散了载荷,但凸缘仍会翘起。有时正确的做法是重新摆放零件,让最宽的面贴在打印板上。
像机加工人员一样设置间隙和宽度
边缘与零件之间的间隙决定去除难度。零间隙会让边缘与壁面熔合,你得用刀切开,留下痕迹。0.1–0.2 mm 的间隙让两者通过首层压合保持连接,但能用指甲剥掉边缘。0.4 mm 喷嘴我们从 0.15 mm 开始,再作调整。
边缘宽度比多数人想象的更重要。0.4 mm 喷嘴上的三个环约 1.2 mm 额外抓力,几乎等于没有。八到十二个环在零件周围形成 3–5 mm 的裙边,角部翘起才真正下降。超过约 15 mm 后收益趋平,只是在打印废料。
底座设置同理,方向相反。底座与零件之间的空气间隙决定零件脱开的难易。太小,底面会熔入底座;太大,零件打印时会滑动。从约 0.2 mm 开始,打完第一个零件后检查底面。如果基底看起来被撕裂,说明间隙太紧。
把这些数字当作起点,不是规则。喷嘴直径、层高和首层压合都会改变结果。在开始长时间打印前,用相同聚合物和打印板打一个小测试块。十分钟测试胜过四小时失败。
打印板温度要与聚合物匹配
附着既是化学问题,也是温度问题。PLA 在 55–65 °C 的干净打印板上附着良好,纹理表面通常无需边缘。ABS 需要 95–110 °C 和封闭空间;低于此温度,无论边缘多宽,角部都会翘起。PETG 约在 70–85 °C,在光滑 PEI 上可能粘得太牢,值得使用脱模剂。
打印板本身也会改变答案。光滑 PEI 抓得牢、脱得也难。纹理 PEI 抓力较小但容错更高。涂胶棒的玻璃板可预测,但需要重新涂。底座常被用来掩盖磨损或涂层不均的打印板,这在底座自身开始不粘之前是有效的。
在归咎于设置之前,先清洁打印板。PEI 板上的手指油脂会毁掉昨天还打印正常的零件的首层附着力。温水加温和洗涤剂,再用异丙醇擦拭,通常就够了。在调整 brim 宽度或板温之前先做这一步。
首层速度和压紧量要一起考虑。首层以 15–20 mm/s 慢速打印并保持适当压紧,对附着力的作用胜过任何 brim。如果首层发亮且偏薄,说明喷嘴太近;如果线条圆润且彼此分离,说明太远。先解决这个问题,再加圈。
不要用 brim 或 raft 来掩盖未调平的打印板
raft 会掩盖不平的打印板。零件在 raft 顶面平整打印,看起来没问题,而这正是问题所在。误差依然存在,之后会表现为底座倾斜、分体件错位,或首层在板面上厚薄不一。同一个文件打出的两个零件可能高度不同。
brim 同理。如果喷嘴在某一侧离板远了 0.2 mm,那一侧的 brim 几乎没接触,起不到抓附作用。你付出了加圈的代价却没得到好处。先调平或做网格补偿、设定 Z 偏移,再决定是否还需要 brim。
有些打印机用网格床调平来处理这个问题,可补偿微小偏差。这对百分之几毫米的翘曲有帮助,但对明显不平的板面或未校正垂直的龙门架无效。先检查机械部分。
测试很简单。在板面上打印一个单层方块并观察。各处宽度一致、略有压紧,说明板已就绪。一侧线条变淡,说明再宽的 brim 也救不了高零件。先修机器,再打零件。
知道何时停止打印、改用机加工
当几何形状复杂、数量少、材料是难加工或浪费毛坯严重的聚合物时,打印是合适的工艺。内部流道、点阵和有机形状打印便宜、切削昂贵。带几个孔和平面的支架则相反:五轴铣床一次装夹即可完成,公差 ±0.005 mm,表面质量可控。
决策通常归结到公差和表面。FDM 层纹会在曲面留下台阶,在 raft 处留下粗糙底面。如果零件是功能安装座、密封面或任何与轴承配合的部位,打印后仍需机加工。到那时,用 6061-T6 或 17-4PH 直接切削往往比打印加后处理更快。
raft 和 brim 还增加搬运工序。每个零件都要撕 brim 或撬 raft,这一步靠人工、一致性差、难以自动化。200 件的批量里,去除时间会累积。机加工零件下机即可检验,比一工作台的刮刀更适应生产排程。
打印在它占优的地方用,机加工在图纸要求具体数值的地方用。混合方案很常见:打印原型壳体验证装配,再用铝切削量产版本。两种工艺各有位置,零件本身会告诉你选哪个。
工程师关于 brim 和 raft 的常见问题
同一个零件能同时用 brim 和 raft 吗?
可以,有些切片软件允许,但 brim 会落在 raft 顶面而不是打印板上。额外加的圈作用不大,因为 raft 已经提供了基底。
二选一。板面不平就修板或单用 raft。零件有高薄壁和尖角就单用 brim。
brim 一定会在零件上留痕吗?
通常不会,只要设置 0.1–0.2 mm 的间隙。brim 通过首层连接,轻压即可剥离,留下浅痕,轻砂即可去除。
间隙为零时,brim 与壁面熔合。然后你得用刀切,刀痕会留在侧面。这是设置问题,不是 brim 的问题。
为什么加了宽 brim 零件还是翘曲?
brim 只固定轮廓,不固定体积。ABS 和 PC 冷却时收缩,应力在上层累积,而 brim 够不到那里。
提高腔体温度、减少下层冷却,或加防风罩。大平面零件上,brim 赢不了热收缩。
TPU 什么时候用 raft 比 brim 好?
TPU 在软板上抓附不稳定,取下时容易撕裂。raft 给它一个刚性基底和可控气隙,使每个零件的首层成形一致。
代价在底面。预期底面粗糙并预留修整时间,或设计时让底面不作为功能面。
raft 应该多厚?
通常 2 到 4 层。一层太弱,撬零件时会撕裂。超过四层浪费材料和时间,附着力也不会更好。
raft 与零件之间的气隙比 raft 厚度更重要。从 0.2 mm 左右开始,检查第一个打印零件的底面。
brim 或 raft 设置能解决零件太高打不了的问题吗?
不能。底面很小、高度很大的零件在板上不稳定,附着力只是问题的一半。喷嘴拖拽和振动随高度增加。
拆分零件、加机加工底板,或换方向打印。有时诚实的答案是:这个几何形状该上铣床。
