從研發者的角度考慮，如何提升增材製造(3D列印)的精度以及如何減少耗時？

01-13

對增材製造的基本知識有大概了解，覺得精度和耗時是其發展過程中巨大的瓶頸。想請教怎麼樣可以提升列印精度以及減少耗時？或者說從哪些方面入手可以解決這些問題？是否不同的製造方法如SLA，SLS，FDM處理這些問題的方法也不同？

謝邀。

這個問題估計做3D列印行業的人都想找到答案，但是目前來看，好像還沒有哪家公司有重大的技術圖片。現在沒有能大幅度提高精度和縮短時間的方法，我只說幾個我了解的改良方法吧。

列印速度方面：

1、在各種光固化列印技術里，有一種叫DLP（數字光固化處理）的列印方式，是逐層掃描列印的。注意，不是一條線一條線的列印，而是一層一層地列印，這樣自然速度就會快很多了，速度比傳統的SLA快很多。不過光固化有個缺陷是，目前只能列印樹脂，強度很低，只能做擺飾、雕塑做裝飾品，沒法做結構件。

2、傳統的FDM印表機里，Ulitmaker印表機的結構比Makerbot、Reprap、Prusa等結構要快一些。因為它們把送絲電機放在了機器背後，整個擠出頭的重量減輕了很多，運行可以更快一些。不過這種送絲結構也有個缺陷，絲是從印表機背後往擠出頭送的，絲在導管中有很長一段路徑要走，容易出現導管裡面卡絲的問題。但是Ultimaker的印表機確實比一般的印表機要快一些。

3、切片軟體方面。Makerware切片的列印時間一般比Cura切片的要快很多，尤其是曲面多的時候，可以把列印時間縮短30%（大概值）左右。主要的原因是Makerware切片演算法有優化，在有曲面的地方走的路線會少一些，不像Cura，列印到曲面的時候，像個裹腳老婦一樣，要在曲面內表面列印很多補充物。但是Makerware有個問題是，不開源，另外切片速度也很慢。

4、以前看過一個新聞，有個老外用一個簡單粗暴的印表機列印了一個除草機，擠出頭孔徑好像是1mm的，列印的層厚也非常厚，好像也達到了1mm還是2mm。這樣列印速度自然就快上好幾倍甚至上十倍了。當時看了就笑了，媽蛋，這樣也能上新聞啊？不過轉念一想，對於列印的模型，如果我們沒有很高的精度要求，為何不能降低精度來提高速度呢？

精度方面的話，

1、機械精度有不小的影響。列印平台的是否穩固，對列印效果影響很大。我們買了一台國內出貨量很大的印表機（不說是哪一家了），列印過程中，列印平台抖得嚇人。這樣列印出來的效果自然就好不到哪裡去了。另外，步進電機在高溫工作時，也可能會出現丟步的問題，如果列印出來的模型在某一層突然出現錯位，一般都是X或Y方向的步進電機嗝屁了一下，出現問題。

2、溫度控制。如果能保持整個列印空間里，溫度都恆定在60~70度的話，可以非常有效地降低塑料變形產生的列印瑕疵，工業機一般都是這樣乾的。另外，對於PLA列印，耗材從列印頭擠出後，需要有風扇對著擠出頭降溫才能保證列印精度，不然列印曲面時效果會很差。

3、切片軟體。對路徑優化得好的演算法，可以很好的提高列印精度。

4、耗材本身。據說Makerbot的耗材列印效果非常好，但是價格也死貴，國產PLA一卷可以便宜到60~70，Makerbot獨家研發的耗材一卷賣到幾百塊。

這些都是現狀，未來會不會出現質變呢？我覺得會。

現在看09年、10年那些創客們列印的作品，粗糙得簡直無法直視。這才幾年，列印質量和速度就已經有了很大的提高了。雖然沒有出現革命性的變化，但是只要這個行業有持續的投入，我想會有產生質變的技術出現的。說不定到時候出現的技術和現在3D列印技術都完全不是一個樣子呢。

目前主要可從兩個角度考慮這個問題！

1、硬體試驗：一遍遍重複做試驗，當然也很燒錢。曾見到用戶每做一遍金屬列印試驗，要費一輛奧迪！！！好處是準確，缺點是試驗費時費力費錢，效率太低！

2、虛擬試驗：在軟體里，對材料、設計優化、列印工藝模擬、列印代碼優化，做到八九不離十的時候，再做硬體試驗。好處是省時省力省錢，效率高！缺點是要有軟體能準確模擬和優化，特別是金屬列印，如果結構不合理、列印過程例如溫度場模擬不合理、有殘餘應力，自己在檯子上就開裂了！

目前國內大多數用戶還在第一階段摸索，而第二階段摸索的我只看到個別用戶。而我就是專門搞第二階段的工作的^_^，有感興趣的可一起探索！

這個主要看需求的精度，耗時更多取決於機器和工藝本身。

使用閉環伺服驅動的步進電機可以很大程度上改進這個矛盾。

現在大多數3D印表機使用開環的步進電機做驅動，不可避免的存在精度低，速度慢，易失步，雜訊大，功耗高，易振動的問題，體現到3D印表機上就是在較高速度時，精度和成功率大幅度下降。

而閉環步進電機通過編碼器反饋電機轉子位置，通過矢量伺服演算法使步進電機達到交流伺服的性能，高精度，高速度，無失步，低振動，低功耗，能夠極大的改善3D印表機的性能。

目前來看，精度和耗時實際上是互相制衡的，就目前的階段我們沒必要苛求魚和熊掌兼得，能找到平衡點就好。就這個題來說，我認為或許應該從提升激光掃描速度和開發新型材料兩方面入手。

減小列印顆粒

並行化處理，白話說就是分塊處理