3D列印,改用 ABS 線材。如何預防翹邊?

用過OK的「蝦皮牌」 ABS線材
在網路上大部分都會看到 ABS 線材難搞、ABS容易翹邊的說法,因此接觸3D列印的頭兩年,我都隨波逐流用 PLA 列印。PLA容易沾粘玻璃,的確很好印。但後來發現,早期列印的東西,不太耐用,尤其那些放在室外的東西,過兩年後捏一下就碎。加上 PLA 的熔點低,一些會接觸發熱體的零件,根本不行,50、60度就變軟了。後來改用ABS,是因為看到網友用丙酮蒸氣,把模型表面弄得光滑晶亮,才買一捆來試驗一下,沒想到用了之後就回不去了。
另外,ABS 線材比 PLA 多耐熱一百度,到 160、170度才會變軟。還能溶於便宜的丙酮,清理噴頭的時候,直接把噴頭拆下,丟到裝有丙酮的小玻璃瓶裡面(我是用雞精瓶、保鮮膜封口),隔天用牙籤、牙刷,就能把噴頭管壁上的陳年線材,清理得乾乾淨淨、開口通暢。更重要的是,ABS 線材的價格不貴,蝦皮上一捆 2xx元的ABS就很好用了。

搞定 ABS 線材 (95°C 熱床 + 口紅膠 + 酒精 + Brim + 無風)

95°C 玻璃熱床 + 口紅膠

使用 ABS 線材的問題,就是不容易沾粘熱床,一般會建議採用 110°C 的加熱床,然而這麼高的溫度,水都可以滾了,有時候要印超過一天,這樣的溫度實在不放心。比較好的方法,是用玻璃平台,然後在上面塗口紅膠,口紅膠可以增加黏附度,而且玻璃很平,容易清理乾淨,太髒的時候,拿去臉盆泡水,就很容易清乾淨。問題是口紅膠不容易塗平,直接在上面印出來的模型,接觸面會有不平整口紅膠的紋路。
解決口紅膠塗不平的辦法很簡單,用 95%的酒精處理(塗平後比較快乾,用水溶解要等)。口紅膠溶於酒精,95%酒精可以讓口紅膠變成液態。溫度在室溫下的玻璃,輕輕塗上一層薄薄的口紅膠之後,用香水噴霧罐裝95%酒精,噴灑在玻璃板上,口紅膠就會溶化,然後用粉撲泡綿之類、不會產生毛屑的材料,把變成液態的口紅膠塗平。

使用熱床上墊光面玻璃(透明、深色都可),讓第一層接近光滑,平到能反射燈光
表面未經處理,列印完直接就呈現這樣了,因為面積比較小,只用到 4mm Brim

注意口紅膠不要塗太厚,跟酒精混合,稀稀一層就好,不然印完,模型冷卻的過程,收縮時甚至會把玻璃表面扯下來,之後玻璃會有不規則凹洞。另外,印完之後,也不要急著想把模型取下,不要急著降溫。快速的降溫,一樣會讓玻璃表面剝落,玻璃最忌諱急速溫度變化,尤其熱床目前還在95°C 的高溫,頂多用電風扇遠遠的吹就好。

Brim 底層加邊

熱床加熱到95度之後,乾掉的口紅膠,就能把ABS模型黏很緊,不易翹邊。不過,當你列印比較大型的模型 (超過10cm x 10cm),最好在Slice切片時,加上 Brim 設定。Brim 可以增加底部的面積,加大底層黏附力,防止翹邊。一般我都是設定 8mm 以上的寬度,就能得到很不錯的黏附力。模型內部填充,若可以降到 25%以下,也可以降低過程中的拉力。
列印第一層以後,可以把溫度降到90度也沒問題。等到列印完成,當熱床溫度降到60度左右,原本薄薄一層口紅膠對玻璃的黏附力下降,加上ABS模型本身冷縮,還會一定程度自動脫落,很容易就把模型拿起來。在學會用酒精抹平口紅膠之前,過厚的口紅膠,有時會讓模型黏太緊,很難拆下來。

微風或直接關閉風扇

風扇速度對ABS線材也很重要,如果是列印面積 10cm x 10cm 以上的模型,基本上風扇可以關了,在切邊軟體的 Cooling 選項那邊,把打勾取消。在大面積的場合,當上一層開始印的時候,底下那層已經夠乾、夠硬了,關閉風扇不會影響到下層品質。
但如果上層會出現小面積的柱狀,而且還很高的話,比如面積小到 2cm x 2cm 以下,高度是寬度的兩倍,那還是得適度的打開風扇(用 Cura中的 Post Processing功能,等小面積那層印完,再把風扇關閉),不然下層還沒乾到一定程度,上層又開始印的話,會因為過軟而被噴頭拖曳變形,噴頭也會逐漸沾粘過多融化的線材,而影響到後續模型表面品質,印得歪歪扭扭。非得要打開風扇的話,以我的列印機來說,我通常不會讓風扇速度超過32%

風扇造成層裂 解決層裂問題

另外,打開風扇,如果物體比較高的話,還會產生層裂的問題。模型的邊緣因為熱脹冷縮的時間間隔過短,造成兩層之間外圍裂開(也就是層跟層之間的翹邊)。若這模型要當作機構件來用,基本上就是廢了,得扔掉了。關掉風扇,通常這些問題自動消失。
如果你的 ABS 線材,連關掉風扇都還是會層裂的話,可以試著印一層圍牆,也就是在模型的外面,另外再放一個口字型的模型,把主模型包起來,這樣可以幫模型周圍保溫,減緩冷縮的速度。新版的Cura已經有這個功能,叫做Draft Shield,打開專家模式後,在設定最下方的實驗功能群組裡面,打開以後,就會自動幫你在模型外圍,多印一層圍牆出來。去Youtube 搜尋 "cura draft shield",看一下draft shield長相。
也可以試試把 infill 填充的密度降低,比較低的填充密度,為熱脹冷縮提供緩衝空間(跟火車鐵軌間隙的概念一樣),冷縮的過程,拉力也比較弱(當然,得犧牲模型強度,需要取捨)。

ABS表面處理

前面提過,可以用丙酮。但如果列印機本身的列印品質不是太好,層跟層之間的位移太大的話,丙酮也幫不上忙。可以先用銼刀把太離譜突出物磨掉,然後用粗砂紙磨平表面,再用中砂紙、細砂紙、更細的砂紙,逐次把表面變成光滑或稍微光滑。
最後你可以決定要不要用丙酮蒸氣,就是在一個透明密閉的盒子中(PP塑膠盒),倒一層淺淺的丙酮進去,然後裡面架一個風扇輕吹,造成氣流流動。但不要直吹模型,而是吹丙酮液體,加快丙酮的揮發,讓盒子裡面有氣流就好。
模型放進去之後 (切記不要讓模型直接沾到丙酮,可以在下面放一個倒置的盤子)蒸發的丙酮蒸氣,會把表面變更平。但要注意時間,基本上大概三、五分鐘就夠了。因為還牽涉到容器的大小,跟模型大小,需要自行找出最佳時間。
丙酮毒性低,有些人把丙酮想成甲苯,很毒。其實兩個是不同的物質。但為了避免長期累積,造成身體傷害,還是拿到陽台去弄比較保險。
最後,需要把模型在通風處晾乾一陣子,讓丙酮完全離開模型之後再進行補土、噴漆的工序。

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