设置成型方向:不同于激光选区熔化成型技术,通常选择三维尺寸中较短的一项做为成型方向以减少成型时间。熔融沉积成型是通过喷头扫描并喷涂材料堆积成型的,横截面积的大小并不影响打印时间,因此成型方向的选择要有另外的考量。积基于材料最省和打印时间最短两个原则,设置了如图所示的两种成型方向。
在相同的切片参数下,成型方向1比成型方向2节省了10分钟时间,而成型方向2比1节约了0.61米材料。曲轴结构最关键的结构是其工作结构——主轴颈和连杆轴颈,因此轴的精度相对于其他部位要求要高,由阶梯效应可知,以垂直于轴线的方向为加工方向有助于提高圆柱面的成型精度;曲轴结构不存在接触不到的盲孔,支撑大部分施于结构外部,去除方便;另外,在多次打印对比中得出经验,成型方向2打印出的曲轴能够拥有更好的零件表面质量。因此考虑了成型方向选择的三要素之后,选择b图所示的方向为曲轴模型的加工方向。
施加必要支撑:曲轴的打印避免不了支撑的添加。用激光选区熔化工艺对曲轴打印加工时,零件在粉末池中成型,金属粉末会对零件有自行支撑的作用,但是曲轴零件的平衡块是一个较大的悬垂面,需要添加必要支撑以避免零件发生翘曲和挂渣的现象,此外,油孔道结构成型时也会存在粉末支撑,在成型结束后需要对粉末彻底清除,工序并不复杂。
对于曲轴模型打印,运用的是PLA材料FDM工艺成型,没有粉末材料的支撑,所以切片软件会自行生成必要的支撑。打印完成后外部支撑很容易去除,油孔道与外部贯通所以其内部的支撑也容易去除。经过多次打印实验,总结出曲轴成型时支撑的重要性,因此在Cura参数设置界面选择支撑形式为全部支撑(everywhere),系统自动对全部悬垂面生成必要的支撑。
设置切片参数:由于只打印曲轴模型较小,曲轴精度要求较高,所以设置打印层厚为0.1mm,打印曲轴模型不投入使用,因此打印填充率为20%(100%为打印实心),打印速度为50mm/s。使用材料直径为1.75mm,流量为100%。设置完成后视图界面显示预计打印时间为2小时45分钟,打印耗材5.81米。
切片并转化格式:保存文件为quzhou.gcode,转化为G代码并存入打印机SD卡,完成切片,准备下一步打印工作。
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