FFF 3D 列印設計：最大化您的成功

熔絲製造 (FFF) 理所當然地贏得了其作為最廣泛使用的 3D 列印技術之一的地位——消除了常見的設計限制並引入了設計靈活性和易用性。然而，為了幫助確保 3D 列印輸出和成功，了解和依賴 FFF 設計最佳實踐非常重要。

什麼時候應該使用 FFF 3D 列印？

首先，讓我們分解一些 FFF 3D 列印的優缺點，並將其與其他製造形式進行比較。

FFF 3D 列印與 CNC 機器

計算機數控 (CNC) 機器通過編碼和編程指令自動創建工具或零件。FFF 3D 列印在三個關鍵領域勝過 CNC：小批量的快速周轉時間、更短的製造工作流程以及更容易生產複雜零件。對於批量生產，FFF 可能需要更長的時間，因為一旦產品最終確定並生成 G 代碼，CNC 機器預計會以更快的速度生產零件。但是，這通常會導致組織依靠 3D 列印機的支持團隊來支持長 CNC 隊列並同時創建零件。此外，對於某些高級應用要求，CNC 機器可能更適合使用材料長絲（如 PLA 或 ABS）無法滿足的要求。

FFF 3D 列印與註塑成型

在評估注塑成型時，FFF 3D 列印因其較低的進入門檻而脫穎而出——無論是在成本還是在知識方面。由於數百個工藝參數和設計限制，注塑成型需要一定程度的專業知識，通常只有動手經驗。與註塑成型不同，FFF 3D 列印不需要創建和維護模具，並且可以快速輕鬆地修改設計。注塑成型的最大好處是可以快速生產大量零件並提供具有更光滑表面光潔度的最終產品。

FFF 設計的主要考慮因素

在進行 3D 列印設計時，有一些最佳實踐可幫助您從 3D 列印機中獲得最大的價值，以及它創建的部件、提高列印成功率、降低生產成本並加快產品開發週期的速度。

考慮構建體積

您的 3D 列印件只能與構建體積一樣大。Ultimaker S5 尺寸為 330 x 240 x 300 毫米（13 x 9.4 x 11.8 英寸），足以滿足我們客戶大約 80% 的應用需求，同時保持高精度。如果零件太大，我們建議您使用模塊化（列印然後組合單獨的零件）。如果零件太大，我們建議您使用模塊化（列印然後組合單獨的零件）。通過使用模塊化設計，您可以在不同的機器上同時列印兩個零件。您可以創建定位要素以在以後組合它們。

儘早確定方向

由於 FFF 逐層列印，因此在流程早期確定列印方向有助於推動設計選擇、文本對齊和對齊功能。機械性能是各向異性的，這意味著它們的方向不同。如此處所見，如果拉伸測試樣品是平面印刷的，它在拉伸方向上會更強，因為這些層會在那個方向上對齊。

列印的方向直接影響懸垂的位置——以及模型是否需要支撐。這會影響整體列印時間、去除支撐材料所需的後處理時間以及某些面的表面光潔度。

評估懸垂支撐要求

FFF 列印部件的自支撐角度最高可達 45 度，這與其他需要全角度支撐材料的 3D 列印技術不同。應使用支撐材料從下方支撐 45 度以下的懸垂。

遵循橋接支持指南

作為大多數基本燈絲的一般規則，FFF 列印在 10 毫米間隙內橋接材料時不需要支撐。然而，重要的是要注意，通過主動冷卻和其他優化設置，我們在 Ultimaker 3D 列印機上使用 Tough PLA 列印了 25 毫米。

注意噴嘴尺寸

設計小特徵時，應考慮高度、壁厚和噴嘴尺寸。最小高度應高於 0.06 毫米，最小壁厚應為 0.5 毫米。Ultimaker 機器使用的最小噴嘴直徑為 0.25 毫米。如果您使用更大的噴嘴，例如 0.4 毫米或 0.8 毫米，您的列印速度會快得多，但最小高度和厚度也會增加。

考慮孔直徑的設計

最小孔尺寸取決於材料和設置，是指無需填充材料即可列印的最小孔。根據經驗，3D 列印的孔特徵不應小於 2 毫米。如果需要精確的孔，建議設計比預期更小的孔，並通過鑽孔操作進行後處理。當兩個或多個組件一起列印時，請保持 0.6 mm 的間隙，以確保列印後部件會移動。

避免尖角

尖角可以在 CAD 中建模，但列印可能會變形。增加與床接觸的表面面積將降低翹曲的可能性。

盡量減少像腳

在沒有筏板（3D 列印部件下方的水平表面）的情況下列印時，第一層可能略大於其餘層。這是由於一種叫做“像腳”的現象。雖然很少引起注意，但它降低了功能原型的容差。通過在列印的底部邊緣添加一個小的 45 度倒角（過渡邊緣），可以減輕像腳的影響。