Проблемы с Z-швами могут повлиять на качество 3D-отпечатка. Узнайте, как уменьшить количество Z-швов на отпечатке, изменив параметр «Outer Wall Wipe Distance» (Расстояние Очистки Внешней Стенки) в слайсере Cura.
Качество поверхности печати является одним из наиболее важных аспектов настройки 3D-принтера. Гладкость поверхности печати определяет четкость печати, точность допусков печати и даже общую прочность модели.
Существуют различные проблемы, которые могут ухудшить качество поверхности печати; одна из них, которую может быть сложно устранить, называется «Z-шов». К счастью, многие слайсеры, в том числе Cura от UltiMaker (по состоянию на момент написания статьи — последняя версия 5.6.0), имеют специальные настройки, которые сводят к минимуму наличие Z-шва на 3D-печатных изделиях.
В этой статье мы рассмотрим функцию Cura «Outer Wall Wipe Distance» (Расстояние Очистки Внешней Стенки), которая довольно проста в использовании и может помочь уменьшить или даже полностью устранить Z-шов.
Приступим!
Проблема
Z-шов — это деформация, возникающая в результате накопления материала при каждой смене слоя принтером. Это следствие того, что экструдеры не могут мгновенно останавливать и запускать поток. По этой причине эта проблема возникает только у 3D-принтеров, работающих по технологии FDM.
Во время смены слоя 3D-принтер приостанавливает экструзию. Но противодавление от только что экструдированного слоя продолжает выталкивать горячий материал, пока экструдер стоит на месте на плоскости XY (даже если это происходит всего на мгновение). В результате в этой области слоя происходит чрезмерная экструзия.
Одним из решений этой проблемы является откат перед сменой слоя, но это невозможно с некоторыми филаментами или даже некоторыми экструдерами; ваше оборудование может повлиять на то, насколько заметным будет шов. Устройства с прямой экструзией расположены прямо над соплом, что обеспечивает жесткий контроль и, как правило, меньший шов. Система Боудена проталкивают филамент через длинную трубку, поэтому задержка больше, и шов часто может выглядеть больше.
Таким образом, знание того, какая система у вас установлена, поможет вам выбрать правильные настройки для устранения Z-шва.
Решения
Существует множество способов уменьшить наличие Z-шва на отпечатке, и в зависимости от типа модели вы можете выбрать один из них. Если вам нужно только уменьшить заметность Z-шва, одним из вариантов в Cura является выбор места смены слоев («Выравнивание шва по оси Z» и «Наастройка угла шва»). В зависимости от того, что вы выберете, это может сделать Z-шов менее заметным, но не устранит его полностью. Модели, изображенные выше — сфера и куб, показывают, как выравнивание шва «Random» (Случайно) выглядит на разных конструкциях (т. е. слайсер использует форму, чтобы сделать шов как можно менее заметным).
В качестве альтернативы в Cura есть функция «Coasting» (Накат), которая останавливает экструзию непосредственно перед сменой слоя, снижая давление в экструдере.
Однако могут быть причины, по которым не следует использовать эти настройки. Изменение выравнивания шва Z не улучшает допуски, а накат требует тонкой настройки параметров отката. В случаях, когда важен жесткий допуск или втягивание затруднено, правильным решением для вас может быть изменение Расстояние Очистки Внешней Стенки.
Расстояние Очистки Внешней Стенки — это расстояние, на которое 3D-принтер перемещается без экструзии филамента в конце каждого слоя, прежде чем перейти к следующему. Это дополнительное перемещение по сути «вытирает» лишний материал на стенке, вместо того чтобы оставлять каплю на шве.
Теперь вы можете спросить себя: «Можно ли комбинировать несколько способов?» В некоторых случаях ответ — да. Вы можете выровнять шов по углу, включить накат и по-прежнему использовать умеренное расстояние стирания. Иногда именно такое сочетание настроек позволяет добиться идеального результата печати.
Зачем использовать Расстояние Очистки Внешней Стенки
Изменение Расстояние Очистки Внешней Стенки дает несколько преимуществ для качества поверхности 3D-печати. Сглаживая лишний филамент по периметру печати, оно уменьшает видимость шва Z, увеличивает гладкость и уменьшает допуск стенки.
Существенным недостатком увеличения Расстояние Очистки Внешней Стенки является увеличение общего времени печати. Ведь это добавляет дополнительное движение для каждого цикла каждой поверхности каждого слоя. При печати с несколькими сотнями слоев это дополнительное время может стать весьма существенным. Кроме того, если Расстояние Очистки Внешней Стенки увеличить слишком сильно, это может привести к перегреву стенки, что может расплавить часть печати на шве Z.
Как использовать
Cura по умолчанию не показывает все расширенные настройки, и расстояние очистки внешней стенки входит в число скрытых. К счастью, к нему легко получить доступ.
Начните с открытия панели «Настройки печати» (1) и нажмите на значок меню с тремя линиями (2), затем выберите «Эксперт» или «Все» (3) из появившегося раскрывающегося списка. Это откроет все расширенные настройки. После перехода в расширенный вид прокрутите вниз до раздела «Стенки». Там вы найдете «Расстояние очистки внешней стенки».
Если вы заметили видимый шов Z, поднимающийся по вашей печати, стоит настроить этот параметр. Небольшое увеличение может помочь соплу «стереть» лишний филамент и оставить более чистый шов.
Но имейте в виду, что больше не всегда значит лучше. Если расстояние очистки слишком велико, давление сопла может слишком сильно упасть до начала следующей стенки, что может оставить зазор или канавку в месте начала нового слоя. На детализированных деталях чрезмерное стирание может даже слегка деформировать внешнюю стенку. Поэтому обычно рекомендуется поддерживать расстояние стирания на уровне около 0,5 мм, если только ваши собственные тесты не показывают, что увеличение этого расстояния помогает без каких-либо проблем.
Чтобы настроить это, попробуйте напечатать простой высокий цилиндр. Швы Z легче заметить на гладких, круглых формах. Если шов исчезает или становится менее заметным, вы движетесь в правильном направлении. Если нет, настройте небольшими шагами и повторите тест. Главное — это точная настройка.
Рекомендуемые диапазоны значений
В большинстве случаев безопасным вариантом является установка расстояния очистки в диапазоне от 0,2 до 0,4 мм. Этого достаточно, чтобы размыть шов, не прерывая поток экструзии в начале следующей стенки и не размывая детали.
Для более сложных материалов, таких как PETG, которые, как известно, немного больше вытекают, часто помогает увеличить это расстояние до 0,5–1 мм. Небольшое дополнительное движение дает соплу возможность очиститься и избежать образования капель; ниже мы рассмотрим различные материалы более подробно.
Некоторые люди идут еще дальше, пробуя 1,5 мм или более, особенно когда они пытаются устранить зазоры в швах или стойкие прыщи. И, конечно, в некоторых случаях это работает. Просто имейте в виду, что перебор может привести к обратному результату: вместо капли вы можете получить слабую бороздку или тонкое место. Как и в случае с большинством настроек слайсера, это балансировка; небольшое изменение может иметь большое значение.
Специфические особенности материалов
Различные филаменты ведут себя по-разному в конце слоя, поэтому выбор правильного расстояния для очистки часто зависит от того, чем вы печатаете.
- Для PLA меньше значит больше. Он быстро остывает и не сильно вытекает, поэтому обычно достаточно легкого вытирания примерно на 0,2–0,4 мм.
- PETG, напротив, может быть грязным. Он образует нити и капли, если с ним не обращаться осторожно, поэтому значения ближе к 0,5 или даже 1 мм часто более эффективны. Просто убедитесь, что настройки втягивания и температуры также выбраны правильно.
- ABS находится где-то посередине. Он дольше остается мягким, поэтому умеренное вытирание — около 0,4–0,6 мм — может очистить шов, не размазывая слишком много материала.
- Для гибких материалов, таких как TPU, вытирание может помочь уменьшить капли, но сопло может оставить след, если оно перемещается слишком далеко. Придерживайтесь легкого вытирания — обычно менее 0,8 мм — и внимательно следите за появлением дефектов на поверхности.
- PLA с добавлением древесины или композитные PLA имеют тенденцию вести себя непредсказуемо. В некоторых тестах очистки всего на 0,2 мм уменьшало образование паутины и очищало швы, не влияя на адгезию слоев. С этими материалами всегда сначала тестируйте на небольшой детали, прежде чем приступать к длительной печати.
Примеры использования
Расстояние очистки внешней стенки — это настройка, которая не нужна для каждой печати, но когда важно качество поверхности, особенно на видимых или декоративных частях, она может иметь заметное значение. Некоторые формы и сценарии печати выигрывают от этой настройки больше, чем другие, и понимание того, когда ее использовать, поможет вам получить от нее максимальную пользу.
Наиболее распространенные случаи использования — высокие гладкие модели, такие как вазы, цилиндры и круглые предметы. Эти формы не имеют острых углов, где можно легко скрыть шов, поэтому шов Z часто проходит по боковой поверхности. В таких случаях небольшое стирание в конце каждого слоя может помочь смешать шов со стеной, уменьшая визуальный эффект «молнии», который в противном случае может отвлекать внимание от отделки печати.
С другой стороны, коробчатые или угловатые отпечатки, такие как механические корпуса, архитектурные модели или низкополигональные конструкции, часто имеют естественные углы или края, где шов можно спрятать. Когда шов находится на остром крае или на задней стороне модели, он становится гораздо менее заметным. В таких случаях вам может не понадобиться большое расстояние стирания. Небольшое значение может помочь предотвратить выпуклости или неровности, не влияя слишком сильно на поверхность, особенно если вы уже используете выравнивание шва, чтобы скрыть точку перехода.
Расстояние очистки внешней стенки также полезно при печати небольших фигурок или декоративных деталей, где требуется чистая внешняя поверхность, но нет возможности скрыть шов только в одном направлении. В таких случаях сочетание случайного рисунка шва с коротким стиранием может рассеять и смягчить следы шва по всей модели, создавая иллюзию бесшовной поверхности, особенно при освещении.
Альтернативы
3D-печать по технологии FDM может быть сложной, и каждый слайсер имеет различные инструменты, помогающие исправить эти раздражающие маленькие швы и капли, которые могут появляться на ваших отпечатках. Мы уже говорили о «Outer Wall Wipe Distance» в Cura, но это не единственный слайсер с таким решением. Давайте посмотрим, как PrusaSlicer и Simplify3D решают ту же проблему.
PrusaSlicer
В PrusaSlicer есть полезная настройка под названием «Seam gap distance». Она контролирует расстояние между начальной и конечной точками периметральной петли. Положительное значение немного укорачивает петлю, создавая небольшой зазор, чтобы уменьшить накопление филамента и предотвратить появление заметного шва. Отрицательное значение делает обратное — оно немного удлиняет петлю, позволяя концам немного перекрываться, чтобы скрыть шов. Вы можете использовать проценты (основанные на диаметре сопла) или абсолютные значения, в зависимости от того, что лучше подходит для ваших печатей.
Еще одна удобная настройка в PrusaSlicer — «Wipe while retracting». Она позволяет соплу плавно двигаться во время втягивания нити. Это небольшое движение помогает распределить лишнюю нить. Эти две настройки вместе — Seam Gap Distance и Wipe While Retracting — дают вам лучший контроль и более чистые печати.
Orca Slicer
Orca Slicer завоевал популярность среди производителей и любителей, потому что предлагает множество функций и хорошо работает со многими различными принтерами. Он основан на Bambu Studio, который сам по себе происходит от PrusaSlicer, поэтому, естественно, вы найдете знакомые инструменты, такие как «Seam Gap» и «Wipe While Retracting», которые работают практически так же, как мы ранее объясняли для PrusaSlicer.
Но Orca Slicer добавляет дополнительную функцию: «Wipe on loops». Эта функция выполняет небольшое движение внутрь непосредственно перед тем, как сопло покидает замкнутую петлю, сглаживая переходы швов. Вы даже можете настроить «Wipe speed» (Скорость стирания), что дает вам еще больший контроль.
Simplify3D
В Simplify3D вы найдете похожую функцию под названием «Wipe Nozzle», которая заставляет сопло слегка двигаться после завершения слоя. В отличие от Cura, где сопло слегка движется вперед для вытирания, в Simplify3D сопло движется назад в конце петли. Рекомендуемое расстояние вытирания для этой функции в Simplify3D составляет 5 мм.
Чтобы еще больше улучшить этот процесс и избежать появления капель, вы можете использовать дополнительную функцию под названием «Выполнить втягивание во время движения вытирания». Это предотвращает неподвижное втягивание, позволяя принтеру втягиваться во время вытирания.
Подводя итог, можно сказать, что Cura, PrusaSlicer, Orca Slicer и Simplify3D имеют свои собственные методы управления швами, но основная цель у всех них одинакова: минимизировать накопление нити, поддерживать плавные движения сопла и создавать бесшовные, высококачественные переходы между слоями.
Советы и рекомендации
Правильно настроить расстояние промывки внешней стенки не всегда легко и очевидно — это скорее вопрос экспериментов, чем простого копирования цифр. Каждый принтер и каждый тип нити ведут себя по-разному, поэтому то, что подходит для кого-то, может не подойти вам. Поэтому важно провести несколько простых тестов и внимательно изучить результаты.
Выберите для тестирования простой объект с гладкой поверхностью, например цилиндр или высокую вазу. На таких формах хорошо видны любые несовершенства, поэтому легко определить, помогают ли ваши настройки. Распечатайте один и тот же объект несколько раз, каждый раз немного изменяя расстояние стирания. Начните с небольшого значения, затем постепенно увеличивайте его, пока шов не станет ровным и аккуратным.
При настройке в Cura переключитесь в режим просмотра слоев и включите опцию перемещения. Так вы сможете точно увидеть, как сопло перемещается по вашей печати. Вы лучше поймете, как изменение расстояния стирания влияет на вашу модель и где появляются швы.
Еще одна полезная вещь — плагин Settings Guide от Ghostkeeper, который можно легко установить из Cura Marketplace. Этот плагин точно объясняет, что делает каждая настройка и как она может повлиять на другие настройки. Наличие этой информации упрощает и ускоряет настройку.
Отслеживайте все, что пробуете. Делайте быстрые фотографии каждой печати, записывайте настройки и отмечайте такие детали, как тип филамента, температура или скорость. Со временем вы создадите свою небольшую библиотеку настроек, которые хорошо работают. Тогда, если проблема возникнет снова, вы сможете быстро вернуться назад и найти то, что решило ее в прошлый раз. Даже мелкие детали, такие как другой размер сопла или небольшое изменение скорости, могут повлиять на результаты, поэтому делать заметки очень полезно.
Наконец, помните, что расстояние очистки внешней стенки — это только одна из частей головоломки. Другие настройки, такие как откат, накат, выравнивание швов и скорость печати, работают вместе. Делайте небольшие настройки и дайте каждой из них возможность проявить свой эффект. Медленная, постепенная настройка даст вам гладкие, чистые отпечатки без швов и капель.
