如何避免 3D 打印中的气泡

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  3D 打印气泡：现象、原因、处理
• 2
  3D 打印气泡的实际来源
• 3
  线材受潮与熔融区空洞
• 4
  树脂中的夹带空气与排气
• 5
  气泡属于工艺极限而非参数问题的情况
• 6
  打印、机加工还是铸造：选对工艺
• 7
  如何避免 3D 打印气泡：7 个步骤

气泡是本不该存在于零件内部的气体。FDM 中气体主要是水蒸气。PLA 和 PETG 会从空气中吸湿，一卷线材放在外面一周，吸水量就足以在喷嘴处发泡。在 200-250 °C 下，水变成蒸汽，体积约为液态时的 1,600 倍，所以即使含水 0.2% 也会表现为爆裂声和空洞。

树脂打印中气体是空气，不是水。料槽盛液态树脂，构建平台把零件拉起，新树脂必须在下次曝光前回流到已固化层下方。如果抬升快、层面积大，树脂来不及回填，就会留下一个固化时是空的囊腔。这就是同一模型在 30 mm 高度打印正常、到 120 mm 就失败的原因。

还有第三种来源，常被归咎于前两者：溶解在聚合物中的气体。ABS 和 PC 在高温下停留过久会释放挥发物。颗粒料和部分线材也带有制造过程残留的工艺气体。这些气体必须从喷嘴排出，排不出去就会在挤出线内部形成空洞。

所以第一个真正的问题不是改哪个参数，而是你在对付哪种气体。水需要加热和时间。空气需要更慢的运动和静置间隔。溶解挥发物需要更低的熔融温度和更短的停留。选错一种，同一个故障会重印三次。

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  水先干燥线材，再动任何切片参数。
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  空气放慢抬升，增加静置时间，加热料槽。
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  挥发物降低喷嘴温度，缩短停留时间。

先干燥线材，始终如此。PLA 在 45-50 °C 下干燥 4 小时。PETG 需 65 °C、5-6 小时。尼龙和 PC 需 70-80 °C、8-12 小时。用带盖的干燥箱，不要用温度波动 20 °C 的烘箱。干燥前后称重。1 kg 线卷减少 3-5 g，说明确实排出了水。

打印过程中保持干燥。相对湿度 15-20% 的干燥箱足以支撑 20 小时的打印。如果做不到，就把易吸湿材料一次打完并立即放回。在室内空气中每放一小时都会吸回一点，长时间打印在接近结束时就会显现。

然后检查熔融区。喷嘴温度相对流量偏低，会留下未熔化的聚合物，撕裂并夹带气体。起始规则：用 0.4 mm 喷嘴、0.2 mm 层高、80 mm/s 打印时，温度取材料窗口上限而非下限。宁可升温 5-10 °C，不要硬推流量。

喷嘴磨损或热端漏料会把空气吸入熔体。用 0.4 mm 针规检查喷嘴孔径。200 小时后若孔变成椭圆，就更换。在热态下（PETG 为 240-250 °C）将喷嘴重新拧紧到热断处，确认螺纹处无料渗出。PTFE 管切掉 5 mm，可去除导致同样漏料的变形端。

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  干燥PLA 4 h / 45-50 °C；尼龙 8-12 h / 70-80 °C。
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  存放打印期间置于 15-20% RH 的干燥箱。
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  热端更换椭圆喷嘴，热态下重新装配。

树脂气泡形成于两处：打印时料槽内，以及后处理时零件内部。前者是流动问题，后者是固化问题。两者外观不同。流动空洞是贴着某一层的扁平囊腔，常位于朝向构建平台的一侧。固化气泡是圆形，靠近表面或位于厚壁内。

流动问题用更慢的运动和静置解决。抬升速度降低 30-40%，抬升后静置 1-2 秒。回抽速度也要降低；树脂有黏度，25 °C 时约 200-400 mPa·s，0.2 秒内填不满 0.05 mm 的间隙。打印机允许的话把料槽加热到 28-30 °C，黏度下降，填充时间可减半。

厚壁或实心零件要掏空，并开两个 2.5-3 mm 的排料孔。封闭壳体内残留的树脂会排气数小时，最终固化后在外表面形成气泡。摆放零件时让孔位于打印时的最低点，取下平台时能排出树脂。

后固化是干净打印件产生缺陷的环节。让零件静置 10-30 分钟再固化，让吸收的气体逸出。分两槽清洗，每槽 3 分钟，第二槽用干净 IPA。然后按树脂厂商的窗口固化，通常 60 °C 下 30-60 分钟。固化带水零件会把溶剂封在里面，受热起泡。

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  掏空两个 2.5-3 mm 排液孔，最低点位于打印起始处。
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  静置固化前 10-30 分钟，避光覆盖。
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  清洗两槽 IPA，第二槽用干净的。

有些几何形状永远打不干净。透明树脂的 100 mm 实心块没有气体逸出通道，也没有光线固化芯部的通道。FDM 的高薄壁在喷嘴经过时会变形，在丝束之间张开缝隙，看起来像气泡。改回抽参数关不上这些缝。

透明和半透明件是最难的情况。0.1 mm 的空洞都会透出来，而在不透明灰色树脂里同样的空洞看不见。如果零件必须光学透明且表面要达到 Ra 0.8-1.6 μm，打印通常不是正确的工艺。从坯料加工能得到无任何空洞的实心截面。

FDM 中超过 8 mm 的厚截面也会天然困气。填充无法排气，顶面皮层在内部冷却前就把零件封住。可以分两半打印再粘接，但接缝会成为新的薄弱点。对承力件来说，这个代价很少值得。

我们在原型壳体和歧管上经常见到这种情况。打印件用来验证装配，然后同样的几何形状用 6061 或 316L 加工做功能测试。打印和加工回答的是不同问题，混在一起会浪费一周。

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  实心透明件无排气通道也无固化通道，改用机加工。
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  高薄壁是变形和丝束间隙，不是困气。
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  超过 8 mm 的截面拆分排气，但接缝更弱。

如果零件只做装配验证、表面不重要，就修打印。干燥和流量调校几乎不花钱，一个下午就能完成。对支架、夹具或只上手两次就换掉的盖板，这是正确选择。

如果零件承力、密封流体或必须光学透明，转 CNC。机加工件来自实心料，没有内部空洞。关键特征我们做到 ±0.005 mm，密封面做到 Ra 0.8-1.6 μm，无需密封涂层。图纸上整个气泡问题就消失了。

如果需要 50-500 件、表面光滑且有模具预算，真空复模或压铸可能两者都胜过。用干净母模做的硅胶模，浇注时脱气，零件没有层纹也没有困气。金属件用排气设计到位的压铸，能处理打印中会困气的薄壁。

实用规则：用打印摸清几何，再按功能选量产工艺。打印原型出现气泡，说明的是打印的问题，不是设计的问题。不要围绕工艺缺陷去改设计。

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  仅装配验证干燥、调流量、重打。
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  承力或密封从实心料加工，天然无空洞。
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  50-500 件真空复模或带排气的压铸。