在3D打印中，無論使用哪種技術(shù)，都有可能掉進(jìn)各種“陷阱”導(dǎo)致零件無法達(dá)到預(yù)期效果。其中一個非常重要但經(jīng)常被忽視的因素就是：壁厚。

壁厚是指3D打印部件外壁或外殼（不包括頂部和底部）的厚度，不能與填充層或?qū)痈呋煜Ｅc內(nèi)部結(jié)構(gòu)的堅固程度不同（通常由百分比和模式定義），壁厚對確保部件的穩(wěn)定性和強(qiáng)度起著至關(guān)重要的作用，但最小壁厚應(yīng)該是多少？用戶如何知道自己的設(shè)置是否正確？

為什么壁厚在3D打印中很重要？

那3D打印有這么多不同的參數(shù)需要跟蹤，其中壁厚這個參數(shù)不僅影響零件美觀度，還影響著強(qiáng)度和耐用性。如果壁厚太薄或太厚，零件可能無法達(dá)到預(yù)期效果。事實(shí)上，對于最終3D打印零件的質(zhì)量而言，它甚至比填充物更重要。

與許多3D打印機(jī)參數(shù)優(yōu)化一樣，擁有正確壁厚的主要優(yōu)勢之一是有助于防止翹曲。一般來說，壁厚太薄的危險在于部件會變得脆弱，因此在打印過程中或打印后更容易斷裂、開裂或變形。

太薄的墻壁也會受到后期處理的負(fù)面影響，特別是在使用支撐結(jié)構(gòu)或需要進(jìn)行蒸汽平滑等工序的情況下，薄壁將無法維持。在這種情況下，確保達(dá)到材料的最低要求極為重要。

壁厚是指3D打印部件的外殼，不能與內(nèi)部填充物混淆

如果壁厚特別厚，就會浪費(fèi)材料和成本，完成打印所需的時間也會更長。同樣，也會產(chǎn)生其他影響。例如，足夠厚的內(nèi)壁對于減少內(nèi)應(yīng)力至關(guān)重要，但對于某些材料（如金屬）來說，過多的材料也會導(dǎo)致更大的內(nèi)應(yīng)力。這也會導(dǎo)致塑料零件開裂。太厚的壁也會造成零件散熱問題。此外，壁越厚，打印的材料收縮率就越高，這也會導(dǎo)致翹曲。

如何確定壁厚？

就如上面所說到的，壁厚是指3D打印部件的外殼厚度，而壁薄和壁厚都會導(dǎo)致問題。這是所有3D打印過程中的一個關(guān)鍵因素，尤其是FDM 3D打印。不過需要注意的是，厚度與材料有關(guān)，而不是與工藝有關(guān)。

這意味著，用戶必須牢記最低和最高要求。例如，PLA等材料的最小壁厚為0.8毫米（雖然在某些情況下可能會更?。?，但理想的壁厚接近1.5毫米。許多其他硬質(zhì)材料的壁厚也類似這個范圍。不過，TPU等橡膠類材料的壁厚必須更高，約2.0毫米。

這里有幾個小技巧給到大家，尤其是在使用 FDM 3D 打印機(jī)確定壁厚時。這些技巧主要與噴嘴有關(guān)，壁厚的一個常見決定因素是噴嘴直徑的倍數(shù)。

在FDM和FGF 3D打印中，噴嘴直徑將有助于確定壁厚

由于FDM打印的大多數(shù)噴嘴約為0.4mm，因此許多噴嘴建議壁厚至少為0.8mm或約為噴嘴的兩倍。如果您還想獲得更堅固的零件，可以將倍數(shù)增加到三到四倍，即大約1.2毫米到1.6 毫米。但要注意的是，通常警告不要超過這個厚度，許多常見塑料材料的“神奇范圍”在0.8到1.6毫米之間。

還有一點(diǎn)需要注意的是，盡量將噴嘴的倍數(shù)保持為整數(shù)。如果您嘗試將壁厚設(shè)定為噴嘴的1.5倍，就會導(dǎo)致外壁層重疊，從而減慢3D打印速度。

3D打印中的壁厚輔助工具

當(dāng)然，確保一致和適當(dāng)?shù)谋诤癫⒉皇且粋€工具就能做到。并非所有三維建模軟件都會考慮壁厚，因此用戶需要在設(shè)計之初就牢記這一點(diǎn)。在此，切片機(jī)可以再次出手相救，其通常具有確保設(shè)計中沒有太薄壁的功能，這對于在打印前發(fā)現(xiàn)這些問題至關(guān)重要。

但盡管有這些建議，有時打印壁可能比噴嘴直徑的兩倍還要薄，這也是切片機(jī)的用武之地。對于精細(xì)的細(xì)節(jié)或字母，現(xiàn)代切片機(jī)中的“檢測精細(xì)特征”參數(shù)允許用戶打印與噴嘴直徑一樣薄的壁。花瓶模式是另一個參數(shù)，可打印出與打印機(jī)噴嘴直徑等寬的墻壁，因?yàn)檫@一功能（即花瓶模式）可使打印機(jī)在單個連續(xù)擠出中打印出花瓶狀物體，從而產(chǎn)生防水打印。

此外，壁厚也可以根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行調(diào)整。如果您的部件有許多支撐結(jié)構(gòu)，特別是在可能特別脆弱的區(qū)域，則可以使用較薄的壁材（PS：太薄的壁材也很難去除這些結(jié)構(gòu)），因?yàn)檫@些其他因素有助于增強(qiáng)部件的強(qiáng)度。此外，具有更高分辨率的打印機(jī)將能夠創(chuàng)建更薄壁的部件，但同樣也要注意最低要求。

注：本文由TCT亞洲視角編譯。

在3D打印中，無論使用哪種技術(shù)，都有可能掉進(jìn)各種“陷阱”導(dǎo)致零件無法達(dá)到預(yù)期效果。其中一個非常重要但經(jīng)常被忽視的因素就是：壁厚。

壁厚是指3D打印部件外壁或外殼（不包括頂部和底部）的厚度，不能與填充層或?qū)痈呋煜Ｅc內(nèi)部結(jié)構(gòu)的堅固程度不同（通常由百分比和模式定義），壁厚對確保部件的穩(wěn)定性和強(qiáng)度起著至關(guān)重要的作用，但最小壁厚應(yīng)該是多少？用戶如何知道自己的設(shè)置是否正確？

為什么壁厚在3D打印中很重要？

那3D打印有這么多不同的參數(shù)需要跟蹤，其中壁厚這個參數(shù)不僅影響零件美觀度，還影響著強(qiáng)度和耐用性。如果壁厚太薄或太厚，零件可能無法達(dá)到預(yù)期效果。事實(shí)上，對于最終3D打印零件的質(zhì)量而言，它甚至比填充物更重要。

與許多3D打印機(jī)參數(shù)優(yōu)化一樣，擁有正確壁厚的主要優(yōu)勢之一是有助于防止翹曲。一般來說，壁厚太薄的危險在于部件會變得脆弱，因此在打印過程中或打印后更容易斷裂、開裂或變形。

太薄的墻壁也會受到后期處理的負(fù)面影響，特別是在使用支撐結(jié)構(gòu)或需要進(jìn)行蒸汽平滑等工序的情況下，薄壁將無法維持。在這種情況下，確保達(dá)到材料的最低要求極為重要。

壁厚是指3D打印部件的外殼，不能與內(nèi)部填充物混淆

如果壁厚特別厚，就會浪費(fèi)材料和成本，完成打印所需的時間也會更長。同樣，也會產(chǎn)生其他影響。例如，足夠厚的內(nèi)壁對于減少內(nèi)應(yīng)力至關(guān)重要，但對于某些材料（如金屬）來說，過多的材料也會導(dǎo)致更大的內(nèi)應(yīng)力。這也會導(dǎo)致塑料零件開裂。太厚的壁也會造成零件散熱問題。此外，壁越厚，打印的材料收縮率就越高，這也會導(dǎo)致翹曲。

如何確定壁厚？

就如上面所說到的，壁厚是指3D打印部件的外殼厚度，而壁薄和壁厚都會導(dǎo)致問題。這是所有3D打印過程中的一個關(guān)鍵因素，尤其是FDM 3D打印。不過需要注意的是，厚度與材料有關(guān)，而不是與工藝有關(guān)。

這意味著，用戶必須牢記最低和最高要求。例如，PLA等材料的最小壁厚為0.8毫米（雖然在某些情況下可能會更?。?，但理想的壁厚接近1.5毫米。許多其他硬質(zhì)材料的壁厚也類似這個范圍。不過，TPU等橡膠類材料的壁厚必須更高，約2.0毫米。

這里有幾個小技巧給到大家，尤其是在使用 FDM 3D 打印機(jī)確定壁厚時。這些技巧主要與噴嘴有關(guān)，壁厚的一個常見決定因素是噴嘴直徑的倍數(shù)。

在FDM和FGF 3D打印中，噴嘴直徑將有助于確定壁厚

由于FDM打印的大多數(shù)噴嘴約為0.4mm，因此許多噴嘴建議壁厚至少為0.8mm或約為噴嘴的兩倍。如果您還想獲得更堅固的零件，可以將倍數(shù)增加到三到四倍，即大約1.2毫米到1.6 毫米。但要注意的是，通常警告不要超過這個厚度，許多常見塑料材料的“神奇范圍”在0.8到1.6毫米之間。

還有一點(diǎn)需要注意的是，盡量將噴嘴的倍數(shù)保持為整數(shù)。如果您嘗試將壁厚設(shè)定為噴嘴的1.5倍，就會導(dǎo)致外壁層重疊，從而減慢3D打印速度。

3D打印中的壁厚輔助工具

當(dāng)然，確保一致和適當(dāng)?shù)谋诤癫⒉皇且粋€工具就能做到。并非所有三維建模軟件都會考慮壁厚，因此用戶需要在設(shè)計之初就牢記這一點(diǎn)。在此，切片機(jī)可以再次出手相救，其通常具有確保設(shè)計中沒有太薄壁的功能，這對于在打印前發(fā)現(xiàn)這些問題至關(guān)重要。

但盡管有這些建議，有時打印壁可能比噴嘴直徑的兩倍還要薄，這也是切片機(jī)的用武之地。對于精細(xì)的細(xì)節(jié)或字母，現(xiàn)代切片機(jī)中的“檢測精細(xì)特征”參數(shù)允許用戶打印與噴嘴直徑一樣薄的壁。花瓶模式是另一個參數(shù)，可打印出與打印機(jī)噴嘴直徑等寬的墻壁，因?yàn)檫@一功能（即花瓶模式）可使打印機(jī)在單個連續(xù)擠出中打印出花瓶狀物體，從而產(chǎn)生防水打印。

此外，壁厚也可以根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行調(diào)整。如果您的部件有許多支撐結(jié)構(gòu)，特別是在可能特別脆弱的區(qū)域，則可以使用較薄的壁材（PS：太薄的壁材也很難去除這些結(jié)構(gòu)），因?yàn)檫@些其他因素有助于增強(qiáng)部件的強(qiáng)度。此外，具有更高分辨率的打印機(jī)將能夠創(chuàng)建更薄壁的部件，但同樣也要注意最低要求。

注：本文由TCT亞洲視角編譯。