砖层堆叠切片方法可能成为3D打印Z轴增强新思路

有没有一种简单的切片方法让FDM 3D打印的部件在z轴性能上直接增强呢？
南极熊获悉。国外大神CNC Kitchen认为 一般情况下零件的z轴强度缺陷都是集中在一个平面上。而现实世界中 例如墙体等大部分被建造的物体根本不会像3D打印一样对齐堆叠，而是采用交错互锁的方式获得稳定的结构性能。那么如果将打印走线改变成为砖层堆叠的方式是否可以带来积极影响呢？

这个想法确实奇特，因为理论上讲，如果以这种锯齿形图案互锁。不仅消除了层平面而且还增加了两层可以粘合在一起的表面积，具有增加层间粘合力的潜力。为了实现这种切片打印的方法，他充分利用了simplify3D软件独特的切片设置方式，把模型分成了四种单独的切片流程。第一个用于每个外壁，第二个用于填充。以标准层高进行打印，初始层高为100%即可。如果想要达到砖层堆叠的方式，剩下两个切片流程仅需将初始层高设置为150%，第一层就与前两个流程偏移出半个层高，并且往后层高均可保持错层堆叠。这种方法非常有效，而且不仅适用于通用立方体。对于更复杂的零件打印效果也同样非常出色。

通过对比两种切片模型的实际切面图像看。砖层堆叠确实获得了非常漂亮的联锁结构。最后就是使用P L A和PETG两种材料对其断裂性能进行测试。采用0.25毫米的层高、4圈壁厚 无填充的参数 来观察砖层堆叠结构对外壁结构断裂性能的影响。

结果显示普通切片的P L A样品在平均944牛的拉力下失效。PETG样品平均破坏载荷为950牛。它们的断裂表面基本上完全平坦，显示出常规3D打印零件的失效特点。而采用砖层堆叠切片的P L A样品平均在1072牛的拉力下失效，比参考强度高了14%，PETG的强度也提高了10%。表明这种新颖的切片方法确实提高了层间粘合力。

有意思的是PETG材料在砖层堆叠切片下，很多零件出现了二次裂纹，甚至是直接炸裂的情况。这也意味着这种方法也可能引入了新的类微观层面的应力缺陷。后续还是很值得深入研究的。根据CNC Kitchen的介绍，这种方式的提升效果与单层层高成正比，如果单层层高很薄，堆叠效应就不再明显。他认为虽然这种新颖的切片方法并不能让其性能翻倍，但依然具备使功能性FDM 3D打印变得更强的巨大潜力。说不定未来通用切片软件中就会见到这个切片模式了呢？