Насущная проблема для мастеров — это свесы на отпечатке. Воспользуйтесь всеми нашими советами и рекомендациями, чтобы освоить печать сложных свесов в 3D-печати!
Мы все сталкивались с этой проблемой – ломали голову над печатью с уродливым, свисающим выступом. Это проклятие всех дизайнеров, работающих в области 3D-печати с использованием технологии FDM (послойного наплавления): нижняя часть наклонной поверхности, напечатанная в воздухе без прямой опоры.
Выступы возникают из-за обычного послойного подхода в 3D-печати. Когда вы доходите до нижней стороны наклона, каждый последующий слой должен немного выступать за пределы предыдущего слоя. Именно здесь все может пойти наперекосяк: часть пластика выходит в воздух, и сила тяжести начинает тянуть его вниз. В зависимости от угла наклона, который печатается, мы можем охарактеризовать выступ как пригодный для печати или экстремальный.
Правило 45° — удобный способ понять, что такое свесы. Это правило гласит, что наклоны менее или равные 45° можно печатать чисто; для более крутых наклонов могут потребоваться поддержки. Поддержки не идеальны, так как они могут испортить отпечатки, увеличить хлопоты, время печати и расход материала, а также ограничить геометрию, которую можно печатать (например, внутренние полости).
В этой статье мы рассмотрим, как можно избежать потенциальных проблем при печати свесов. В качестве дополнительного бонуса мы покажем вам способы обхода свесов, если это необходимо. К концу статьи вы будете хорошо подготовлены, чтобы с уверенностью справляться с экстремальными наклонами.
Но давайте начнем с более глубокого изучения проблем, которых следует избегать.
Провисание и скручивание
Конечно, упомянутое правило 45° — это скорее ориентир. Для большинства современных принтеров оно может быть даже консервативным. По мере совершенствования систем охлаждения и слайсеров, улучшались и наши возможности по точному и чистому созданию крутых свесов.
Но что происходит, когда вы печатаете слишком крутой свес? В результате обычно возникает одна из двух проблем:
- Провисание: здесь пластик тянется вниз под действием силы тяжести, прежде чем затвердеет. В итоге вы получите провисающие, свисающие нити пластика, которые свисают ниже того места, где они должны быть.
- Скручивание: В этом случае пластик охлаждается недостаточно и начинает изгибаться. Во время печати модели вы заметите, что некоторые области печати загнуты выше уровня сопла. После завершения печати у вас будет шероховатая неровная поверхность.
Теперь, когда мы рассмотрели основы, давайте посмотрим, как избежать возможных проблем.
Настройка 3D-принтера
Прежде чем оптимизировать настройки выступа, вам сначала необходимо оптимизировать работу вашего принтера и настройки печати. Это даст вам надежную основу для правильной работы свесов.
Для начала убедитесь, что ваш 3D-принтер правильно откалиброван. Вы можете обратиться к нашим специальным руководствам по калибровке экструдера и полной калибровке принтера.
В руководстве по калибровке принтера вы также найдете инструкции по настройке основных параметров материала. Мы будем настраивать эти параметры, чтобы улучшить ваши выступы, поэтому убедитесь, что они находятся на правильном уровне для начала; вы сможете получать стабильные отпечатки с текущими настройками, даже если они не идеальны.
После того, как ваш принтер и основные настройки настроены, можно приступить к работе!
Совет №1: Высушить филамент
Влажный филамент — печально известная причина многих дефектов печати. Это потому, что большинство филаментов FDM гигроскопичны, поэтому материалы любят впитывать влагу, нанося ущерб филаменту. Как пластичные полимеры, филаменты состоят из цепочек связанных друг с другом молекул. Влага вводит молекулы воды, которые разрывают эти цепи, разрушая пластик и вызывая целый ряд проблем при печати. В частности для выступов эта потеря целостности может усугубить провисание и шероховатость поверхности.
К счастью, выявление и сушка мокрого филамента — относительно простой процесс. Вы можете воспользоваться нашим специальным руководством по сушке филамента, в котором описаны распространенные симптомы, такие как «волосатая» поверхность (показана выше), и простые способы избавления от влаги.
Вы также можете ознакомиться с некоторыми отличными вариантами сушилок для филамента и сухих боксов, которые вы можете использовать в своей 3D-печати.
Совет № 2: Понизить температуру сопла
Провисание и скручивание (деформация) вызвано недостаточным обдувом. Чтобы помочь вашему принтеру, вы можете попробовать снизить температуру сопла.
При понижении температуры вашему принтеру требуется меньше работы для обдува филамента. Таким образом пластик быстрее затвердеет, что приведет к меньшему провисанию и скручиванию.
Чтобы найти оптимальную температуру для вашего материала, мы рекомендуем распечатать башню. Поддерживайте как можно более низкую температуру, обеспечивая при этом достаточную прочность, так как это даст вам самые чистые результаты. Скорее всего, вы заметите резкое улучшение качества свеса.
Совет № 3: Уменьшить скорость печати
Подобно снижению температуры сопла, уменьшение скорости печати дает больше времени для охлаждения пластика. Между тем, более низкая скорость потока снижает нагрузку на экструдер, позволяя еще больше снизить температуру сопла.
Если страдают только небольшие выступы, подумайте об увеличении минимального времени слоя (просто замедляет меньшие слои). Если это не сработает, попробуйте распечатать несколько моделей одновременно, чтобы дать каждому слою больше времени для остывания.
Как правило, более низкая скорость печати приводит к повышению качества печати. При этом вы должны быть осторожны, чтобы не переборщить; слишком медленная печать, особенно на небольших слоях, может привести к слишком долгой задержке горячего сопла, что усугубит артефакты перегрева. Поиграйте со своими настройками, чтобы найти золотую середину.
В некоторых случаях можно увеличить скорость печати. Это заставляет материал растягиваться, добавляя натяжение, которое помогает отпечатку сохранять свою форму (например, при создании мостика). Это особенно верно, если у вас уже есть надежное решение для охлаждения (обсуждается в следующем разделе).
Совет № 4: Увеличить обдув
Поскольку мы так много говорим об охлаждении, мы еще не смотрели на скорость вашего вентилятора! Более сильный обдув — лучше для свесов. Тем не менее, вам нужно найти золотую середину, прежде чем слои начнут расслаиваться. Для PLA почти не существует такого понятия, как «слишком сильное охлаждение», тогда как для высокотемпературных материалов, таких как ABS или ПК, нужно быть более осторожным.
Если даже 100% -ная скорость вращения вентилятора не помогает, вы можете подумать о замене вентиляторов и воздуховодов. Либо выберите более мощные вентиляторы, которые перекачивают больше воздуха, либо установите радиальные вентиляторы. Они обеспечивают улучшенное выходное давление, что хорошо сочетается с лучшими воздуховодами вентилятора для более целенаправленного охлаждения. Многие воздуховоды, разработанные пользователями, доступны в Интернете.
Если ваши вентиляторы могут обеспечить мощный обдув детали на большой площади, подумайте об увеличении скорости печати. Это помогает избежать перегрева, отодвинув хотенд в сторону, а вентиляторы будут заботиться об охлаждении пластика.
Совет № 5: Отрегулируйте высоту слоя
Свесы сложны из-за того, что они подвешивают слои в воздухе. Вы можете уменьшить этот эффект, уменьшив высоту слоя.
Когда вы печатаете свесы, вы действительно печатаете ступенчатые слои. На более тонкой высоте слоя вы можете уместить больше шагов, чтобы покрыть такое же расстояние, а это означает, что каждый слой должен меньше выступать из того, что находится под ним. В результате получается меньше суспензии на слой, что коррелирует с меньшим провисанием.
С другой стороны, более толстые слои более жесткие. Представьте себе тонкий лист бумаги по сравнению с толстыми карточками. В 3D-печати это означает, что более толстые слои лучше сопротивляются опусканию, даже если они больше выступают из нижележащего слоя. Эффект — постоянный наклон, даже если каждый слой немного опускается.
Еще одно преимущество более толстых слоев в том, что они иногда помогают бороться с закручиванием. Хотя они увеличивают необходимое количество охлаждения, более толстые слои могут помочь прижать отпечаток, чтобы он не поднялся.
В конечном итоге мы рекомендуем настроить высоту слоя, чтобы она соответствовала тому, что лучше всего подходит для вас, в зависимости от симптомов выступа, а также ваших конечных целей.
Совет № 6: Настройте параметры стенки
Стенки, которые окружают заполнение вашей модели. Чтобы уменьшить свесы, вы можете сделать несколько настроек:
- Отрегулируйте ширину экструзии: более толстую ширину экструзии сложнее охладить, но она увеличивает перекрытие со слоем ниже. Отрегулируйте этот параметр, чтобы найти золотую середину.
- Оптимизация порядка печати на стенах: большинство слайсеров позволяют указать способ печати оболочки. В идеале вы хотите печатать внутренние стенки перед внешними, чтобы вы не начинали слои в воздухе. Это поможет нависающим дорожкам «держаться» за внутренние дорожки.
- Увеличение линий стенки: увеличивая количество линий на вашей оболочке, вы увеличиваете перекрытие между каждым слоем. Внешние линии также будут иметь соответственно больше внутренних линий, за которые можно «держаться».
Альтернативы
Если ни один из вышеперечисленных вариантов не подходит, есть несколько альтернатив, которые вы можете рассмотреть.
Неплоскостная 3D-печать
Возможно, вы слышали о неплоской 3D-печати. Вкратце, вместо движений, обеспечиваемых традиционными портальными принтерами, где оси X и Y движутся одновременно, а ось Z движется только тогда, когда оси X и Y останавливаются, неплоские машины могут создавать кривые, которые не ограничиваются одной осью.
Это далеко не простая альтернатива — большинство слайсеров не могут создавать соответствующий G-код — и из-за сложности печати вам понадобится конструкция печатающей головки, которая может это обеспечить.
Но это все же вариант!
Избегайте свесов
Если ни один из вышеперечисленных вариантов не подходит, помните, что вы всегда можете вообще избежать выступов! Это можно сделать несколькими способами:
- Дизайн с учетом выступов: если вы разрабатываете свою собственную модель, подумайте о том, как будет ориентирована ваша деталь, чтобы максимально избежать выступов. Подумайте о замене скруглений на фаски или разместите конструкции под выступами, чтобы поддерживать их. Для горизонтальных отверстий попробуйте использовать форму капли, чтобы не провисать вверху (на фото выше). Когда вы столкнетесь с резкими свесами, вы можете превратить их в прямые мосты, так как мосты намного проще печатать.
- Измените ориентацию: не все ориентации печати одинаковы. В зависимости от вашей модели определенные настройки могут привести к значительному уменьшению свесов. Изображение выше хорошо иллюстрирует это: буквы «T» и «E», для которых требуются опоры в их исходной ориентации, можно переориентировать, чтобы полностью устранить выступы.
- Разделение модели: иногда вылеты на сложной модели неизбежны. Вот тогда вы можете рассмотреть возможность разделения его на несколько файлов . Как показано выше, это может превратить ранее сложные отпечатки в кусок пирога. После печати просто склейте детали вместе!
- Используйте поддержки: хотя лучше всего вообще избегать поддержки, чтобы сократить отходы материала (одно из ключевых преимуществ аддитивного производства!), уменьшить потребность в последующей обработке и сохранить хорошее качество поверхности, не бойтесь использовать их в определенных ситуациях. Некоторые дизайнеры заранее проектируют опоры так, чтобы они были как можно менее инвазивными, но вы также можете выбрать древовидные (или органические) поддержки, которые уменьшают количество используемого материала и обеспечивают оптимальную легкость удаления. Если у вас есть принтер, поддерживающий несколько материалов, вы также можете рассмотреть возможность использования разных материалов для модели и поддержки, или вы можете выбрать растворимые поддержки для более сложных структур, которые можно смыть, оставив более чистые нижние поверхности.
