Чтобы получить правильные отпечатки из смолы, все дело в настройках. Узнайте 10 самых важных настроек параметров слайсера для фотополимерной 3D-печати!
Фотополимерная 3D-печать стала более доступной благодаря снижению цен на фотополимерные принтеры. Новые 3D-принтеры выпускаются все чаще и многие люди рассматривают возможность использования фотополимерного 3D-принтера для своих проектов.
Как правило фотополимерная печать обеспечивает лучшее качество по сравнению с FDM-печатью и отлично подходит для миниатюр, статуэток и фигурок, где важны мельчайшие детали. Но если вы хотите воспользоваться преимуществами печати смолой, вам необходимо знать правильные настройки слайсера для получения наилучших отпечатков.
В этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее важных настроек слайсера о которых следует знать и помнить. Хотя существуют разные технологии фотополимерной печати, слайсеры и подходы, сосредоточимся именно на LCD печати и основных настройках, доступных в ChiTuBox. Однако прежде чем погрузиться во все настройки, давайте рассмотрим отличия LCD-печати от других технологий фотополимерной печати.
Сравнение технологий
Фотополимерная 3D-печать осуществляется путем воздействия на смолу источником света для его полимеризации (отверждение). Помимо принтеров на основе ЖК-дисплеев, существуют еще два основных типа фотополимерных принтеров: стереолитография (SLA) и цифровая передача света (DLP) 3D-принтеры. Все три типа различаются в зависимости от используемого источника света.
SLA
SLA 3D-печать использует лазер в качестве источника света для отверждения смолы, прорисовывая каждый пиксель в слое по очереди. Это был первый изобретенный тип печати смолой и по сути, первый тип 3D-печати в истории. Эти принтеры обеспечивают исключительное качество и часто используются в высококлассных 3D-проектах. Принтеры Formlabs являются отличным примером SLA 3D-принтеров.
DLP
DLP 3D-принтеры используют ультрафиолетовый проектор вместо лазера в качестве источника света для отверждения смолы. Направляемый через сложную систему зеркал, проектор отверждает целый слой одновременно, что может сделать его быстрее, чем лазер SLA-принтера.
LCD
3D-принтеры на основе ЖК-дисплеев в некоторой степени похожи на DLP-принтеры, поскольку они также отверждают целый слой за один раз. Они отличаются тем, что свет проходит через ЖК-экран, который маскирует определенные области, избирательно пропуская свет через определенные участки. Поэтому такие принтеры также называют «масочными SLA» (mSLA) принтерами. Принтеры на основе ЖК-дисплеев сравнительно дешевы и большинство хобби-принтеров фотополимерной 3D-печати, такие как Anycubic Photon и серия Elegoo Mars используют LCD-технологию.
Высота слоя
Высота слоя — это параметр, который указывает высоту каждого отдельного слоя вашего отпечатка. Меньшая высота слоя означает более детализированную 3D-печать, поскольку она обеспечивает более гладкую поверхность.
Стандартная высота слоя
При печати смолой высота слоя уже на одну четверть или одну десятую меньше, чем при печати FDM. При FDM стандартная высота слоя колеблется в районе 0,2 мм, тогда как фотополимерные принтеры обычно работают в диапазоне от 0,01 до 0,05 мм или от 10 до 50 микрон.
В ChiTuBox высота слоя по умолчанию установлена на 50 микрон. При таком значении скорость важнее качества и это может привести к небольшому снижению качества поверхности и общего качества 3D-печати. Между тем, высота слоя в 25 микрон обеспечивает хороший баланс между скоростью и качеством печати. При такой высоте слоя можно получить гладкую поверхность, а время необходимое для печати, будет примерно вдвое меньше, чем при высоте слоя 10 микрон.
Небольшая высота слоя
Сразу же стоит отметить, что не все принтеры способны работать с высотой слоя 10 микрон. Независимо от того, что вы установите в слайсере, фактическая высота слоя будет ограничена тем, насколько незначительно ось Z вашего принтера может перемещаться вверх или вниз. Ограничением также может быть смола, но большинство из них должны быть способны на 10-микронные слои, даже если рекомендуемая высота слоя больше.
Учитывая все вышесказанное, можно поспорить, стоит ли очень тонкая детализация дополнительного времени печати. Ниже 25 микрон становится трудно заметить разницу в качестве.
Время экспозиции
Фотополимерные 3D-принтеры отверждают смолу подвергая ее воздействию ультрафиолетового света. Время экспозиции — это время в течение которого неотвержденная смола на дне ванночки подвергается воздействию ультрафиолетового света. Очень важно правильно настроить этот параметр, поскольку он напрямую влияет на качество ваших 3D-отпечатков.
Если время экспозиции будет низкой, смола может не отвердеть должным образом и последующие слои не будут иметь прочной основы для сцепления. Напротив высокая выдержка может привести к хрупкости и трещинам на отпечатках, а также к рассеиванию света по всей ванночки для смолы. Таким образом, хитрость заключается в том, чтобы найти оптимальное время.
Каждая смола разрабатывается по-своему, поэтому нелегко определить общее время экспозиции. Обычно производители смолы указывают время экспозиции на бутылках со смолой и лучше всего придерживаться этого. В противном случае, время выдержки 1,5-3 секунды является хорошим диапазоном для 3D-принтеров с одноцветной смолой.
Количество нижних слоев
Нижние слои, как вы можете себе представить, являются основой для печати на смоле. Эти слои придают модели твердую основу и помогают ей прилипнуть к пластине для сборки. Поскольку они имеют решающее значение для успеха печати, некоторые настройки имеют специальные значения именно для этих слоев. Одним из таких параметров является время экспозиции нижнего слоя, которое мы рассмотрим далее.
В слайсере, таком как ChiTuBox, количество нижних слоев — это количество слоев к которым применяются это специальное значения. В целом, для успешной печати стандартно от 5 до 10 слоев, но некоторые участники сообщества сообщают, что для экономии времени используют только два слоя (или даже один)! Если вы не уверены, начните с того значения, которое предусмотрено для вашего профиля принтера, а затем можно уменьшить его по мере того, как вы станете более уверенно понимать и применять другие настройки.
Время экспозиции нижнего слоя
Как упоминалось выше, время экспозиции нижнего слоя — это время экспозиции, используемое только для нижних слоев, количество которых задается настройкой количества нижних слоев.
Причина наличия специальных настроек времени экспозиции заключается в том, что успех печати в значительной степени зависит от этих первых слоев. Если нижние слои правильно отверждены, они лучше прилипают к печатной пластине и не отстают под действием веса отпечатка. На практике это означает, что время экспозиции нижнего слоя выше, чем время обычной экспозиции, чтобы «закрепить» нижние слои.
Как правило, время экспозиции нижнего слоя должно быть в 8-12 раз больше обычного времени экспозиции. Так, если ваше основное время экспозиции составляет около 1,5-3 секунд на слой, время экспозиции нижнего слоя должно составлять от 12 до 36 секунд на слой.
Практически, если установить это значение выше, то общее время печати увеличится, но учитывая, что оно применяется только к первым нескольким слоям, увеличение будет незначительным. Поэтому не рекомендуется уменьшать это значение или количество нижних слоев, чтобы сократить время печати; хорошая основа стоит того, чтобы потратить лишние пару минут.
Скорость подъема
Отверждение одного слоя смолы происходит возле пленки FEP на дне ванночки со смолой. Для отверждения следующего слоя необходимо подать новую, свежую смолу. Для этого необходимо приподнять стол, чтобы отвести отвержденную смолу от пленки FEP и создать зазор между отвержденной смолой и пленкой FEP.
Достаточно просто, неправда? В ChiTuBox (и подобных слайсерах) все немного сложнее. Это связано с тем, что весь процесс между отверждениями состоит из нескольких подпроцессов, каждый из которых можно регулировать. И регулировать их стоит, поскольку этот процесс обычно занимает больше времени, чем отверждение!
Подъем, ретракт и пауза
В ChiTuBox есть три основные группы настроек, о которых следует знать: одна для подъема, одна для отдыха (или паузы) и одна для ретракта. (Обратите внимание, что в других слайсерах они могут быть обозначены по-другому). В этой статье мы сосредоточимся на подъеме.
Подъем — это когда стол поднимается, отслаивая отвержденную смолу от листа FEP и создавая зазор для затекания неотвержденной смолы. Здесь необходимо обратить внимание на четыре параметра: скорость подъема, высота подъема и оба вышесказанных вариантах нижнего слоя.
Настройки скорости
Как правило, скоростью подъема и скоростью подъема нижнего слоя можно манипулировать для сокращения общего времени печати. Помните, что при отрыве отпечатка от пленки FEP возникает сила всасывания. Таким образом, если скорость слишком высока, могут быть повреждены более тонкие элементы и слабые участки отпечатка. В худшем случае отпечаток может отсоединиться от печатной пластины.
Хорошая скорость подъема должна быть в диапазоне 60-150 мм/мин. Попробуйте отрегулировать настройки, пока не добьетесь хорошего баланса между временем печати и скоростью. Для больших моделей или больших объемов печати избегайте слишком быстрой скорости; дополнительный вес отпечатка или печатной пластины способствует более медленному движению для успешной печати.
Скорость подъема нижнего слоя не следует увеличивать слишком сильно, поскольку вы рискуете создать нестабильные нижние слои, что может привести к проблемам с печатью. Кроме того, эта настройка применяется только к нескольким слоям, поэтому изменив ее, вы не сильно сократите время печати.
Настройки ретракта контролируют скорость перемещения пластины обратно. Как правило, этот параметр может быть немного быстрее, чем их аналог, поскольку он не будут выполнять отслаивание.
Расстояние подъема
Расстояние подъема — это то, насколько высоко поднимается стол (печатная пластина) после отверждения каждого слоя. Оно идет рука об руку со скоростью подъема и одинаково важно для минимизации повреждений слабых участков модели во время ее подъема.
Расстояние подъема должно быть достаточно большим, чтобы неотвержденная смола проникала во вновь образовавшийся зазор, но не настолько большим, чтобы неоправданно увеличивать время печати. В ChiTuBox расстояние подъема устанавливается в соответствии с текущим профилем принтера, но значение обычно колеблется около 5 мм.
Это значение может быть уменьшено до 4 мм, если площадь слоя небольшая, поскольку не так много смолы требуется для заполнения зазора. Аналогично, при больших площадях слоя можно увеличить значение до 6 мм.
Эквивалентные настройки ретракта должны соответствовать настройкам подъема.
Пустотелость
Как мы уже упоминали, подъемная сила имеет большое значение. Регулировка параметров подъема помогает, но еще один отличный инструмент, который мы можем использовать — это Hollow (Пустота). Когда отвержденная смола отслаивается от листа FEP, создается сила всасывания. Эта сила всасывания больше, когда площадь поверхности слоя больше. Помимо прочих преимуществ, пустотеость модели может уменьшить площадь поверхности слоя, тем самым уменьшая силу всасывания.
Кроме того, смола — дорогой материал и если вы печатаете много массивных объектов, то вы можете закончить целую бутылку быстрее, чем ожидаете. Пустотелость решает эту проблему довольно просто: пустая модель использует меньше смолы.
В ChiTuBox вы можете найти опцию Hollow в верхней строке меню. Можно выбрать толщину стенки, а также заполнение или нет. Для достижения наилучших результатов выбирайте не слишком тонкую толщину стенок. В противном случае вы можете повредить модель. Заполнение следует выбирать только в том случае, если он является функциональным отпечатком. Для миниатюр заполнение не нужено.
Толщина стенки 1,2-2 мм должна обеспечивать хороший баланс между прочностью, успешностью печати и расходом смолы, особенно для небольших отпечатков. Более крупные модели из смолы могут оказаться слишком хрупкими для таких тонких стенок.
Каждый раз, когда вы углубляете отпечаток, вы также должны сделать по крайней мере одно отверстие в пустом отсеке. Это позволит смоле и воздуху выходить из модели во время печати, полая модель без дренажа (отверстие для слива смолы) фактически является присоской во время печати.
Сглаживание
Теоретически, сглаживание уменьшает эффект лестницы, возникающий вокруг углов и круглых краев 3D-печати. Оно уменьшает вертикальные артефакты и стремится сгладить общую поверхность вашей модели.
Для многих принтеров значение сглаживания в ChiTuBox скрыто; у вас будет возможность настроить только серость и размытие. Однако, если вам интересно, вы можете найти значение сглаживания, создав пользовательский профиль принтера.
Существует три уровня сглаживания: 2, 4 и 8. По умолчанию используется значение 4, тогда как 8 фактически отключает сглаживание, а 2 делает пиксели темнее. Именно здесь и появляются другие настройки. «Уровень серого» контролирует яркость пикселей сглаживания, а «Размытие изображения» контролирует, сколько из них попадает внутрь или за внешнюю границу слоя (в соответствии с оригинальной моделью).
Все эти настройки следует регулировать в зависимости от используемой смолы, но многие считают, что результаты получаются неоднозначными. Тем не менее с этими настройками стоит поиграть, если вы хотите довести свои отпечатки на смоле до совершенства.
Есть подробная статья ChiTuBox на эту тему и она служит исчерпывающим руководством по тонкой настройке параметров сглаживания.
Ориентация модели
Ориентация печати играет решающую роль в успехе или неудаче вашего 3D-печатного объекта. Ваша деталь должна быть ориентирована таким образом, чтобы она требовала меньше поддержек, не имела больших поперечных сечений и занимала меньше времени для 3D-печати.
В большинстве случаев время печати смолой прямо пропорционально высоте объекта. Это означает, что фигура, ориентированная под углом так, что ее горизонтальная площадь увеличивается, а вертикальная высота уменьшается, займет меньше времени печати. Например, цилиндр напечатанный под углом 45°, займет меньше времени, чем тот же цилиндр, напечатанный под углом 90°.
Только помните, что большее поперечное сечение увеличит силу отслаивания во время подъема стола. Аналогично, если модель имеет слишком много поддержек, она потребует больше материала и увеличит вероятность неудачи.
Поддержки
Поддержка фотополимерной печати сильно отличается от поддержки в FDM-печати. Хотя их функции идентичны, принцип их работы немного отличается. Поддержки имеют цилиндрическую форму с загнутым под углом концом и заостренным наконечником. Таким образом, вы экономите смолу, а слайсер генерирует поддержки только в критических областях свесов, а не для всего свеса.
В программе ChiTuBox есть отдельный раздел для настройки поддержек. Вы можете добавлять поддержки вручную или автоматически генерировать для вашей модели. Это удобно, если вы хотите быстро создать поддержку и не хотите тратить много времени. Однако если вы действительно хотите настроить поддержки, вам следует использовать поддержки Meshmixer.
