3D打印机的误差从何而来

随着3D打印技术的渐渐普及，得以让越来越多的普通用户，可以接触到3D打印技术，了解3D打印的魅力所在。然而，前景虽好，却不得不叫人在意其打印精度的问题。那么，都有哪些因素会影响到3D打印机的打印精度呢？本期，我们就以熔融沉积成型技术（FDM）为例，与各位探讨一下影响3D打印成品精度的几个因素，希望能对各位3D打印爱好者有所帮助。

开篇所说的这个熔融沉积成型技术（FDM），是目前桌面3D打印机采用的主流技术，其工作原理是将丝状的热塑料材料通过喷头加热熔化并挤出成型，以ABS\PLA等聚合物以及石蜡为主要材料。其实，在3D打印过程中，影响成品精度的因素有很多，例如打印机的自身精度、打印温度、打印速度、材料等等，我们逐一来看。

打印机自身精度

此外，喷嘴的直径也决定了挤出丝材的宽度，从而影响成品的精细程度。要知道，3D打印是通过逐层打印的方式来构造物体的，因此层厚的设置同样会影响成品的粗糙程度：选用大直径喷嘴，层厚设置较厚，虽然打印速度比较快，但成品会比较粗糙；反之，则打印速度慢，但成品更加精细。

打印温度

这里我们要说的打印温度，实际上包含了喷头温度与成型室温度。其中，喷头温度决定了材料的粘结性能、堆积性能、丝材流量以及挤出丝宽度。因此，喷头温度既不能过低也不能太高。过低，使材料粘度加大，挤丝速度变慢；太高则使材料偏向于液态，粘性系数变小流动性增强，挤出过快，无法形成可精确控制的丝。因此，设置喷头温度时应根据所选线材的性质在一定范围内选择，以保证挤出的丝呈熔融流动状态。

分层厚度与补偿量

所谓分层厚度，指的是切片时的层厚（或层高），每层都具有一定厚度，会在成形后的产品表面产生肉眼可见的台阶纹，层厚越高文理越明显，将影响成形后实体的尺寸误差以及表面的粗糙程度。对FDM技术而言，这属于原理性误差无法完全消除台阶纹，但可以通过设置较小的分层厚度进行改善。

而补偿量指的是成件实际加工轮廓线之间的距离值，那些对精度要求高的模型来说，一般建模就要尽量给出补偿尤其是内孔，补偿量数值的设定与挤出丝的直径、3D打印机性能等方面有关，要自己慢慢摸索。

挤出速度与填充速度

在填充速度合理匹配的情况下，挤出速度越大，挤出丝的截面宽度越大；当挤出速度增至一定值时，挤出的丝可能会粘附于喷嘴外圆锥面，剐蹭到模型外表面而影响美观。当填充速度比挤出速度快时，材料则会因填充不足而出现断丝的现象，难以成形；反之，填充速度比挤出速度慢，熔丝易堆积在喷头上而使成形面材料分布不均匀，表面出现疙瘩，影响打印质量。因此，填充速度与挤出速度之间应在一个合理的范围内。