3D 列印層紋問題與解決方案
2025-11-04
問題概述
列印模型表面有時會出現明顯的橫向紋路,我們通常稱之為「層紋」。打印層紋常見於以下情況:
•變截面區域(如盒子底部或截面變化處)
•流速變化位置(如橋接後的外牆)
•列印機換頭/換色操作(多色列印時層冷卻時間不均)
本文將分析不同情況下的層紋成因,並提供對應的改善方案。
1. 變截面類層紋(如盒子、小船模型)
現象特徵:
在列印盒子或小船等模型時,外觀表面會出現 一圈一圈凸起的紋路,通常出現在:
•盒子模型大面積底部與側壁交界處
•小船模型腰部過渡區域
這些紋路和正常的層紋不同,會造成表面粗糙或不平整,看起來像環形的凸起。
案例分析 1 (盒子):
原因分析:
在盒子類模型的大底面與薄壁交界處,或小船模型的腰部區域,外壁表面可能出現異常的環形凸起紋路,這類現象我們通常統稱為變截面類層紋。


放大觀察:凸起紋路集中出現在頂面最後幾層,而前幾層則呈現明顯的材料收縮特徵。
切片顯示:橋接層(如下圖的第 21 層)與外牆存在大面積黏接,導致局部收縮應力增大。

改善嘗試:
修改模型,透過在模型內部添加圓角或者斜角(使橋接層不與外牆黏接),列印後外表面相比之前明顯光滑,證實橋接層收縮應力是主要成因。

實際列印效果對比:


案例分析 – 2(小船腰線):
原因分析:
紋路均勻分布在小船兩側,且僅出現在與橋接結構接觸的區域。紋路在低流速的橋與頂面後一層列印的牆出現凸起,確定是冷卻收縮造成上一層外牆凸起。



改善嘗試:
•透過額外零件延長層時間(大幅增加冷卻時間)。
•調整填充類型或降低風扇轉速可進一步減少收縮應力。
透過以上兩個方法嘗試後,可以看到紋路有所減輕,但未能完全消除。
實際列印效果對比:


解決方案:
根據以上案例分析,對於這類變截面層紋,我們可以嘗試以下方法改善:
(1) 模型修改(優先建議):
使用建模軟體在內部添加圓角,避免切片後橋接層與外牆黏接(參見盒子模型示例)。
(2) 工藝調整:
•在耗材設定中降低懸垂部分的風扇轉速(減弱橋接層冷卻應力)。
•修改稀疏填充圖案為螺旋體/同心填充,並減少填充與外牆的重疊率(例如從 15% 調整為 -10%)。


(3) 層時間優化:
透過同盤列印多個模型延長整體層時間,緩解冷卻不均問題。
注意事項:
變截面類層紋受溫度、風扇、模型幾何等多因素影響,上述方法可顯著改善,但可能無法完全消除,建議根據實際列印效果組合調整參數。
2. 局部翹起導致模型表面凸起
現象特徵:
當模型底部與列印板黏接不牢固時,列印過程中可能出現局部翹起現象,進而在模型表面形成凸起紋路。
原因分析:
模型翹起後,與噴嘴的距離縮短,擠出的材料因間距減小而向外溢出,最終在對應層形成連續的凸起紋路。

解決方案:
(1) 清潔列印板:
徹底清潔列印板表面,確保無油污殘留,具體方法可以參考紋理 PEI 板清理指南。
(2) 防翹邊輔助結構:
啟用 Brim (側裙) 或耳狀 Brim (側裙),增強模型底部與平台的黏接力。
(3) 溫度控制:
•適當提高熱床溫度。
•使用增加平台黏性的黏合劑,例如:口紅膠、3D列印專用噴膠,等…
•關閉列印機前門和上蓋以保持腔體溫度穩定(適用於封閉式機箱結構的列印機)。
•對於容易翹曲的材料(如 ABS),建議使用支援主動腔溫加熱的列印機(如 H2D)並開啟腔溫加熱功能,以減少材料收縮導致的翹曲。
3. 流速變化類層紋
現象特徵:
模型不同位置存在明顯的層時間差異,且最外部走線有不少外牆 – 橋接 – 外牆的過渡,因此存在明顯速度(流量)變化,這類模型列印可能出現異常的凸起或缺料凹陷,造成明顯層紋。
原因分析:
當外牆列印從低流速切換至高流速(例如模型懸空進行橋接時流速降低,橋接完成後流速增加),材料在流速快速切換時熔融狀態產生差異(低流速時可能材料膨脹),出現膨脹或收縮異常。
案例分析(馬力歐方塊盒子):
透過列印結果可以看到,對應層有明顯紋路。



解決方案:
(1) 動態流量校準:
列印開始前啟用列印機的動態流量校準,提高擠出機在列印過程中遇到流速變化時的動態反應。
(2) 速度平滑設定:
降低外牆列印速度和加速度,在 Bambu Studio 的「工藝 → 質量」中,啟用「平滑速度不連續區域」,並降低平滑係數,例如改為 0.1(係數越小速度過渡區越長)。
(3) 保守方法:
最保守的方法是降低外牆列印速度,使其接近橋接速度,雖然會增加列印時間,但能讓外牆速度(流量)更平穩過渡,最大程度減少層紋。


實際列印效果對比:
改善後的列印模型表面如下圖,可以看出層紋已明顯緩解。


4. 模型隨機出現不規則層紋
現象特徵:
當模型表面出現無規律層紋,且不符合上述所有分類情況(無明顯層時間變化或速度/流量變化)時。

原因分析:
(1) 熱端鬆動
層紋問題是 3D 列印中常見的品質缺陷,通常由噴嘴組件鬆動或安裝不當引起。以下針對不同系列列印機提供詳細排查步驟,幫助您快速定位並解決問題。
H2 & A1 系列列印機
•檢查噴嘴卡扣安裝:移除噴嘴組件上的矽膠套,檢查熱端卡扣是否正確扣緊。
•檢查卡扣是否變形:觀察卡扣是否有變形、裂痕或磨損,變形卡扣可能無法固定噴嘴組件。
•檢查噴嘴組件磁鐵:確認磁鐵是否完整且牢固,脫落會導致噴嘴無法緊密貼合列印頭。
•檢查噴嘴組件穩定性:完成以上檢查後,手動輕搖噴嘴,若晃動明顯 → 需重新安裝卡扣。
X/P 系列列印機
檢查螺絲緊固:使用 H2.0 螺絲刀檢查噴嘴組件的固定螺絲是否鎖緊。
(2) 可變層高未平滑過渡
現象特徵: 模型啟用了可變層高,層紋分布與切片的層高變化完全對應,層間高度差異明顯導致表面不平整。


解決方案: 在 Bambu Studio 設定可變層高時,開啟「平滑模式」,確保層高之間過渡平滑。

(3) 耗材品質問題
現象特徵:
層紋無規律分布且伴隨擠出不均(局部過厚或過薄),可能伴隨擠出機過載或空打。


解決方案:
•更換耗材,確保使用線徑均勻的耗材(建議使用 Bambu Lab 官方耗材)。
•檢查耗材直徑公差(標準為 1.75±0.02mm)。
注意事項
若上述方法無效,建議進行硬體檢查與清潔(如惰輪清潔、Z 軸絲桿清潔和擠出齒輪檢查);複雜模型建議優先使用固定層高列印,以降低變數。
