Почему принято устанавливать ширину линии > диаметр сопла?

Недавно мне стало любопытно, как настроить ширину линии в Cura и почему ее можно изменить, если они не используют сопла другого размера.

С тех пор как я получил свой Ender 3, я всегда поддерживал ширину линии, равную размеру моего сопла (0,4 мм). Я немного осмотрелся, и мне кажется, что большинство людей на самом деле устанавливают ширину своей линии выше, в зависимости от того, кого вы спрашиваете, в диапазоне от 120 до 150% диаметра сопла.

Почему это так? Они упоминают, что это помогает с адгезией к печати, но почему? Разве сопло диаметром 0,4 мм не должно создавать линию из пластика шириной 0,4 мм, требующую межстрочного интервала 0,4 мм?

, 👍16


4 ответа


Лучший ответ:

15

Есть несколько вещей, которые могут сделать приятной более широкую линию:

Адгезия первого слоя

Из-за некоторых нитей, имеющих серьезную борьбу, чтобы получить первую строку, или слой прилип к регистрации, это можно легко исправить, чтобы просто увеличить ширину линии, создавая большую силу адгезии $F_a\propto A(l,w)$, где A-площадь, покрытая линии, и таким образом просто $A=l*w$ с длиной L и шириной W линии. Таким образом, более широкая линия означает лучшую начальную адгезию и может привести к меньшему количеству неудачных отпечатков в слое 1.

Пластиковая Слизь

Пластмассы при нагревании ведут себя определенным образом: они превращаются в липкое вещество, которое расширяется. Это также является причиной того, что отпечатки немного уменьшаются по мере охлаждения. Теперь, если мы прижмем пластик к столу с большей силой (поскольку мы пропускаем больше пластика, чем раньше, с 0,4 мм до 0,5 мм) в первый раз, у нас получится примерно плоская область. Дополнительная нить сделает линию шире. Срезатель может объяснить это, и делает это.

Теперь следующий слой: куда теперь девается дополнительный материал? У пластиковой слизи есть одно очень интересное свойство: она пытается максимально уменьшить свою поверхность. Нагрейте короткий кусок с помощью пневматического пистолета, и он станет немного похожим на бусинку. Но с другой стороны, он выходит из сопла достаточно горячим, чтобы расплавить крошечную площадь поверхности уже построенных слоев, и именно так в первую очередь работает связывание слоев. Но наш липкий пластик обнаруживает, что слой ниже не совсем плоский, как первый слой нашел свою нижнюю поверхность, он находит форму гребней и долины. С учетом того, что он хочет меньше поверхности, чтобы не пластиковые (=воздух) и слегка кросс облигаций с принтом, он будет заполнять эти закоулки и щели внутри печатающей маленький лучше, так как увеличение силы, которые мы используем, чтобы вытолкнуть также увеличили скорость, с которой он расширяется до них: мы сокращаем время чуть-чуть, чтобы добраться туда. Какое это имеет значение?

a thermal image of a 3D print

Ну, теплопередача основана, грубо говоря, на формуле, подобной этой: $Q = mc\Delta T$ Q-тепловая энергия объекта, m масса объекта, c его удельная теплоемкость и T температура, ΔT изменение температуры. Но у нас нет однородного объекта, у нас в значительной степени распределение тепла с соприкасающимися зонами различного тепла. Формула для передачи тепла внутри объекта-это длительный беспорядок, содержащего вещи, как градиент $\text{grad}T$, теплопроводностью, и интегралы, но важен результат: быстро расширяющейся линейке филаментов теряет чуть меньше тепловой энергии к своему окружению, чем менее жесткие прессованные линии, могут увеличить адгезию между двумя, как температуру по нескольким направлениям:

  • он проникает в щели дальше, прежде чем превратиться из слизи в твердое вещество, что приводит к лучшей адгезии для большей поверхности.
  • он содержит больше тепловой энергии, которая может и будет передаваться нижележащему слою, и имеет большую площадь поверхности, поэтому он может немного увеличить толщину зоны, которая переплавляется, немного повышая прочность сцепления слоя.

Однако это может привести к проблеме: если вы не дадите печатным строкам достаточно времени для охлаждения, это может привести к тому, что материал будет накапливать тепло все больше и больше, что приведет к тому, что все это расплавится и превратится в липкое вещество. Простое решение этой проблемы-минимальное время нанесения слоя. Но это было бы только касательным к исходному вопросу, поэтому посмотрите, например, на вопрос здесь или на видео, с которого снято тепловое изображение выше.


,

Спасибо за невероятно подробный ответ, @Trish. Это большее объяснение, чем я когда-либо мог надеяться., @ifconfig

Очень хороший ответ. Я всегда устанавливаю ширину экструзии на 110% от диаметра сопла, даже при печати глины и гелей., @Davo


11

Разве сопло диаметром 0,4 мм не должно создавать линию из пластика шириной 0,4 мм

Не обязательно. Из-за явления, известного как набухание штампа, выдавливающего пластик через сопло 0,4 мм, создаваемая линия пластика на самом деле немного шире. Давление внутри экструдера слегка сжимает пластик, и он снова расширяется, когда сопло находится внутри.

Они упоминают, что это помогает с адгезией к печати, но почему?

Когда вы выдавливаете более толстую линию пластика, чем диаметр сопла, "лишний" пластик сжимается соплом и выталкивается в сторону. Это вдавливает пластик в слой ниже, увеличивая адгезию. Вы можете сравнить это с тем, чтобы взять пистолет для горячего клея, прижать наконечник к поверхности и нажать на спусковой крючок, а не поднимать пистолет для клея над поверхностью и позволить клею капать на поверхность. Выполнение первого создает гораздо более сильную адгезию.

В качестве побочного эффекта использование более толстых линий облегчает нанесение первого слоя, так как более толстая линия имеет большую площадь поверхности для прилипания.

,

@TomvanderZanden Возникает вопрос, что было бы лучше, увеличить ширину линии или множитель выдавливания, но, я думаю, это был бы совершенно новый вопрос?, @0scar

@0scar да, это тоже приходит на ум., @ifconfig

@ifconfig По этой причине я спросил: "Ширина линии среза по сравнению с коэффициентом экструзии для адгезии слоев?", @0scar

Ultimaker Cura по умолчанию использует экструзию с моим UM3E 0,35 мм для сопла 0,4 мм. Таким образом, хотя люди, как правило, увеличивают ширину линии, программное обеспечение уменьшает ее., @0scar

@0scar Это для меня новость. Simplify3D делает обратное. Было бы интересно узнать, почему Ultimaker делает это., @Tom van der Zanden

Да, это, конечно, было бы интересно!, @0scar


0

Я дам здесь короткий ответ: все дело в объеме. Сопло перераспределяет объем пластика в другую форму. т. е. сопло превращает цилиндр диаметром 0,4 мм в прямоугольник того же объема, который зависит от высоты слоя / объема = ширины линии.

,

на самом деле это не прямоугольник, а сплющенный объект, состоящий из 2 полукругов диаметром h и прямоугольника короткой длины h между ними. Ширина линии-это ширина этих вещей. Но вы вообще не объясняете, почему это принято, @Trish

Почему то, что вообще является общепринятым?, @user77232

ОП сказал: "Я немного осмотрелся, и мне кажется, что большинство людей на самом деле устанавливают ширину своей линии выше, в зависимости от того, кого вы спрашиваете, в диапазоне от 120 до 150 % диаметра сопла"., @Trish

Да, и тогда ОП спросил, почему это так. Предыдущие ответы не касались проблемы объема. Вы когда-нибудь проделывали дырку в банке с краской, а затем проводили с ней линию? почему ширина нарисованной линии не равна диаметру отверстия?, @user77232

Хммм, похоже, вы могли бы что - то здесь понять, поскольку вы подходите к вопросу под другим углом, чем все остальные... если бы вы могли привести в порядок свой ответ и включить комментарий о краске *[вместе с объяснением/диаграммой того, что происходит-нет, я никогда этого не делал, но мне было бы интересно посмотреть, что произойдет: -) (Я предполагаю, что линия имеет ширину, чем диаметр?)]*, Я бы проголосовал за вас., @Greenonline

Я вроде как думал, что этот ответ было бы легко понять. Мне придется вдаваться в подробности, чтобы объяснить дальше., @user77232

Высота цилиндра определяется потоком экструзии, поэтому это не аргумент. Нет принципиальной причины сравнивать линию высотой h с цилиндром той же высоты., @Tim Kuipers


4

Есть несколько еще не упомянутых соображений:

При одинаковой скорости движения более толстые линии заполняют слой быстрее, потому что в секунду выдавливается больший объем. В некоторых системах поток экструзии является ограничивающим фактором скорости, но за поворотами печатающая головка должна замедляться. Более толстые линии = меньше линий = меньше углов = меньше замедления = более высокая скорость печати.

Однако более толстые линии имеют меньше деталей. Линия размером 0,6 мм не может представлять детали меньшего размера, поэтому меньшая ширина линии лучше отражает входную геометрию. Также углы будут закруглены на одинаковое расстояние, поэтому более толстые линии = более круглые углы.

Более толстые линии создают худший свес. Более толстые линии требуют большего давления от сопла, и если слой ниже (частично) отсутствует, обратное давление от предыдущего слоя меньше, что приводит к перенапряжению, которое затем также, скорее всего, пойдет вниз, а не в стороны.

Однако более высокое давление может загнать линии в небольшие щели нижнего слоя. Это уже было подчеркнуто Триш.

Модель, которую Cura использует для одной линии, имеет прямоугольную форму, в то время как на самом деле печатные линии закруглены по бокам. Это делает ширину полного расширения из стороны в сторону больше, чем рассчитано, за счет углов прямоугольной модели. Это означает, что настройка ширины линии должна быть немного меньше, чем вы хотели бы, чтобы линии выглядели так.

,

Есть ли ссылка на Ultimaker Cura, использующую модель прямоугольной линии? Это кажется весьма необычным, например, Slic3r использует прямоугольник и 2 полукруга, для Ultimaker Cura ожидается аналогичная модель., @0scar

Вы можете процитировать меня на нем. Я написал большую часть CuraEngine., @Tim Kuipers

Хорошо, я поверю вам на слово, но, пожалуйста, обратитесь к руководству CuraEngine, если сможете. Спасибо за информацию, очень признателен!, @0scar

Этого нет в руководстве Cura (пока). Есть ли это в руководстве slic3r?, @Tim Kuipers