层厚对于光固化3D打印的影响

标签：层厚光固化3d打印

发布时间：2023-03-21

我们都知道，光固化3D打印是通过逐层叠加来生成一个模型。顾名思义，层厚是指模型固化时每一层的厚度。正是由于这种增材制作特性，每一层的层厚自然就决定了Z轴方向上的精度，尤其是对曲线和角度的影响更明显。

例如打印一个圆孔，切片软件CHITUBOX必须将圆形孔切割成多层，然后将它们堆叠在一起，这样就形成一个不光滑的边缘，看起来像楼梯。这就是所谓的梯阶效应，在曲率较大的曲面上变得更加突出。

层厚0.2mm

层厚不仅影响打印质量，还影响打印时间。打印一个模型总的层数决定了模型打印质量，以及所需要的打印时间。层厚越薄，固定高度就会被切成更多层，导致打印时间更长。但相对地，层厚越薄，打印质量越高，模型表面更加平滑，Z轴垂直方向的细节呈现更加清晰。

这个时候，就需要在质量和速度之间权衡一个平衡点。一般来说，3D打印机的技术有别，他们能够打印的层厚区间也略有不同，有的打印机可以打印出更薄的层厚。层厚以毫米(mm)为单位，也可以用微米(µm)作为单位，最常见层厚设置是50µm (0.05mm)。

以下面的实测为例，可以很明显看出，模型表面质量在0.05mm、0.1mm以及0.2mm层厚设置下的表现。

层厚0.05mm（左）、层厚0.1mm（中）、层厚0.2mm（右）

这里要额外说明的是，0.2mm的层厚对于设置的3s曝光时间来说，无法在3s内使得层面完全固化，因此在成型平台上打印成功的仅有能在50s底层曝光时间下，充分得到曝光的6层底层。

为了验证导致打印失败的原因是否是因为正常层曝光不足，我们将正常层曝光时间提升到30s，可以成功打印出层厚为0.2mm中空圆柱。

层厚对于光固化3D打印的影响，不仅仅只有精度和时间。如下图所示，如果机器的Z轴稳定不够，在较高的打印速度下（下图模型抬升速度100毫米/分，回程速度200毫米/分），较高的层厚会加剧不稳定，导致层面分离、残缺甚至偏移。

层厚0.1mm

层厚0.05mm（左）、层厚0.1mm（右）