3D 打印其实就是把 STL 三维模型变成实实在在的东西，对模型不同的分层和扫描方式就对应着打印过程中不一样的打印路径。为了看看打印路径对样件性能有啥影响，选了 3 种有代表性的路径方案来研究，一种是打印轨迹和样件轴向方向平行，就是 0°方向，一种是相邻打印层交叉打印的±45°方向，还有一种是打印轨迹和样件轴向垂直的 90°方向，所有样品都是按 0.1mm 层高打印的。测量这三种打印路径的样件在各个方向烧结前后的收缩率，这对打印模型做尺寸预补偿的时候有足够的数据能参考，建立合适的数学模型，对提高打印精度特别重要。样件在不同方向上的收缩率是不一样的，厚度方向的收缩率比宽度和长度方向大很多，宽度方向的收缩率又比长度方向大，这和这篇文章前面章节的测试结果是一样的。厚度方向和其他两个方向比起来，在烧结过程中还会多受到材料自身重力的影响，让材料在流失和熔合的时候收缩得更厉害。长度方向呢，材料连续性好，收缩的时候碰到的阻力大，所以收缩率最小。宽度方向因为线材是重复堆起来的，结构连续性比长度方向差点。0°和 90°路径方案在各个方向收缩程度差不多，交叉±45°打印的收缩情况比 0°和 90°路径方案大，分析原因是交叉打印的时候，喷嘴运动路径很复杂，在路径转弯的地方喷嘴移动速度突然变了，线材挤出就不均匀了，有些地方材料没填满，材料结合得不是很紧密，复杂的内部结构就会导致局部有应力集中，让脱脂和烧结过程中材料变形更厉害，最后就导致样件收缩率比其他两种打印方案大。

样品致密度情况和打印角度是反着来的关系，0°平行打印的时候能达到最大值 7.86g/cm3，相对密度有 98.4%，90°垂直打印方向上样品致密度最低，最高也就只能达到 95.7%的相对密度，这是因为垂直打印的时候，喷嘴是“S”形来回动的，相邻打印层和同一打印层相邻线材之间材料结合不紧密，有好多小孔隙，脱脂和烧结过程里材料的收缩和愈合没办法把这些孔隙都弄没。和平行打印还有垂直打印比起来，交叉打印的样件强度指标最高，这是因为线材交叉打印的时候会形成网格状结构，能挡住材料塑性变形，让它能承受更大的载荷，有更大的强度。伸长率呢，和打印角度是反着来的关系，0°平行打印、±45°交叉和 90°垂直打印最大伸长率分别是 87%、81%和 70%。平行打印的时候材料连续性好，交叉和垂直打印的时候材料内部孔隙方向和万能试验机载荷作用方向有个夹角，受到拉力的时候，相邻打印材料之间结合不好，更容易被拉开，样件就更容易先达到最大力学极限然后出现颈缩。填充率就是指打印材料占的体积和整个模型体积的比例，它在一定程度上能反映样件是不是致密。在实际应用里，不是说一定要追求完全致密地填充，有时候填充率高了，材料自己就很重，还违背轻量化的原则，得花更多的成本和能源，这样就阻碍它进一步被应用了。一般情况下选填充率的原则是：在能满足要用的性能的前提下，尽量少用材料，选个合适的填充率，让性能和结构质量都能达到最好。