Z-шов: Cura и PrusaSlicer

Z-шов — это линия дефектов печати, проходящая вдоль оси Z отпечатка сверху вниз. Возникающие в результате печати дефекты обычно представляют собой разрывы, а иногда сопровождаются пятнами или прыщами.

Z-шов обычно виден на гладких и круглых объектах, которые не были напечатаны в режиме «Вазы». При печати объектов с углами слайсер обычно находит места, где он может установить начальные точки отдельных слоев так, чтобы они не были заметны в конечном результате. С особенно гладкими и особенно круглыми объектами это сложно.

Z-шов образуется из-за чрезмерной или недостаточной экструзии на переходах между слоями. Если переходы расположены друг над другом, то шов образуется вдоль оси Z. Z-швы можно уменьшить с помощью правильных настроек параметров экструзии в слайсере или вообще скрыть. В режиме «Ваза» Z-швы не образуются.

В этой статье вы узнаете, что может вызвать появление Z-шва и как можно уменьшить или даже избежать этой проблемы печати. Мы проверили все настройки на практике, чтобы лучше продемонстрировать их эффект.

Причины возникновения Z-шва

В принципе, каждый 3D-отпечаток имеет Z-шов. В некоторых отпечатках он более заметен, чем в других. Насколько он заметен, зависит от его положения, структуры объекта и настроек экструзии.

Видимый Z-шов возникает из-за слишком сильного давления в хотенде. Когда печатающая головка переходит к следующему слою, давление ослабевает, что приводит к нежелательной экструзии филамента. Если начальные точки каждого слоя находятся друг над другом, вдоль оси Z образуется видимый шов.

В конце каждого слоя печатающая головка останавливается на очень короткое время и пытается прекратить экструзию, перемещаясь по оси Z к следующему слою для продолжения печати. Если во время перехода к следующему слою произойдет чрезмерная экструзия, появится небольшой сгусток лишнего материала.

Причиной чрезмерной экструзии является слишком высокое давление в хотенде. И именно здесь кроется профилактика видимости Z-шва. Если вы правильно настроите параметры печати и избежите чрезмерной экструзии на переходах между отдельными слоями, вы получите менее или едва заметный Z-шов.

Но даже если вы настроили идеально, Z-шов может оставаться видимым на очень гладких объектах. Вы увидите линию, которая больше не сопровождается кляксами, а крошечный зазор между началом и концом каждого слоя.

Если вы разочарованы тем, что не можете полностью избежать Z-шва (за исключением режима «Ваза» — см. конец статьи), есть несколько способов его скрыть. Далее в этой статье мы познакомим вас с возможностями, которые предлагают для этого Cura и PrusaSlicer.

Оптимизировать Настройки Z шва

Лучший способ устранить любую проблему — это устранить ее причину. Повышенную видимость Z швов из-за чрезмерной экструзии на стыках отдельных слоев можно предотвратить, выполнив правильные настройки.

Однако существует несколько настроек, влияющих на экструзию. Совершенствование каждой настройки займет много времени. И даже если вы найдете идеальную настройку для каждого из этих параметров, Z шов все равно может остаться видимым. Это просто природа 3D-печати и перехода от одного слоя к другому.

Поэтому мы рекомендуем немного оптимизировать настройки экструзии, а затем попытаться скрыть Z-шов с помощью слайсера или полностью избежать его с помощью режима вазы для определенных объектов. В 95 % случаев этого достаточно для получения идеального результата.

Если вы хотите довести до совершенства последние несколько процентов, вам следует внимательно изучить следующие варианты улучшения экструзии.

Температура сопла: Cura

Температура сопла — один из важнейших факторов экструзии. Если она слишком низкая, происходит недостаточная экструзия. Если она слишком высока, будет выдавлено слишком много материала, так как филамент станет более текучим.

Поэтому если вы видите Z-шов, в котором присутствуют капли, имеет смысл немного снизить температуру.

Откат: Cura

Откат — это еще один параметр печати, который может значительно повлиять на объем швов Z.

Откат контролирует отрицательное движение филамента в конце движения печати. Таким образом, когда печатающая головка достигает конца слоя и движется вверх по оси Z к следующему слою, откат заставляет филамент немного втянуться в сопло.

Таким образом, можно избежать чрезмерной экструзии при переходе от одного слоя к другому.

Откат также является критической настройкой для предотвращения образования паутины. Однако не переусердствуйте, иначе можно получить замятие филамента.

Калибровка экструдера и потока: Cura

Чтобы экструдер выдавал нужное количество филамента, его необходимо откалибровать. Например, если в слайсере или G-коде требуется выдавить 1 мм филамента, то на самом деле он должен выдать ровно 1 мм филамента.

Если экструдер выдавливает больше филамента, чем должен, будет виден Z шов с капельками материала.

После калибровки экструдера можно настроить параметры потока в слайсере. Поток определяет скорость экструзии филамента.

Скорость печати: Cura

Скорость печати также влияет на видимость Z шва. Если скорость слишком высока, у экструдера будет слишком мало времени для втягивания филамента между двумя движениями печати.

Поэтому чем меньше скорость, тем меньше вероятность переизбытка экструзии при переходе между слоями.

Очистка сопла между слоями: Cura

При этом параметре вы не предотвращаете избыточное давление в хотенде, а просто сбрасываете его в другом месте, чем при переходе между слоями. Вытирание удаляет излишки материала из сопла перед переходом к следующему слою.

Хотя это не самое эстетичное решение, оно может быть эффективное для предотвращения Z шва.

Накат: Cura

Если вы не можете избежать чрезмерной экструзии, с ней можно справиться с помощью наката.

При этом парметре 3D-принтер останавливает экструзию непосредственно перед окончанием слоя. При правильных настройках избыточного давления в сопле достаточно, чтобы выдавить достаточно материала для завершения слоя.

Как вы можете себе представить, эта настройка весьма неточна. Единственное, что здесь поможет, — это метод проб и ошибок. Если вы установите слишком большой накат, вы получите небольшие отверстия на переходе между слоями.

Как скрыть Z шов: Cura

Говоря «скрыть», мы не имеем в виду, что вы должны просто разместить готовый объект так, чтобы Z шов больше не был виден. Вы можете использовать определенные настройки в Cura, чтобы скрыть Z шов в краях, разместить его в самой короткой точке объекта или скрыть его, рандомизируя начало слоев.

С помощью этой функции можно обойтись без трудоемкой оптимизации всех настроек экструзии и скрыть Z шов одним щелчком мыши. Параметры для Z-шва можно найти в настройках раздела «Стенки».

Выравнивание шва по оси Z: Cura

С помощью этого параметра можно определить положение Z шва. На выбор предлагается четыре варианта.

• Пользовательский: Этот выбор позволяет разместить Z шов в выбранном вами месте. Можно указать точные координаты X и Y или предопределенные места (спереди, сзади, справа, слева и под углом 45° между ними). Эта настройка имеет смысл, особенно для объектов, где вы знаете, какая сторона в основном находится сзади и на нее редко или никогда не смотрят. Кроме того, если вы не можете контролировать экструзию, вы можете расположить шов там, где он наименее заметен.
• Короткий путь: С помощью этой настройки вы не сможете скрыть Z шов. Слайсер всегда ищет кратчайший путь от конца текущего слоя до следующего. Почти во всех случаях это всегда непосредственно над ним. В результате получается эффект боязливого Z шва.
• Случайно: Здесь начало следующего слоя выбирается случайным образом. Если вы контролируете экструзию, эта функция поможет избежать видимого Z-шва. Если же экструзия все равно избыточна или недостаточна, то на переходах между слоями будут видны дефекты печати. В этом случае они уже не расположены в виде шва вдоль оси Z, а беспорядочно распределены по всему отпечатку.
• Острейший угол: Обычно этот вариант выбирается по умолчанию и наиболее удобен для объектов с углами. Cura ищет самый острый угол объекта и строит переходы слоя в этом месте. В этом случае Z шов будет не так заметен. Особенно если вы хорошо настроили экструзию, Z шов будет невидимым. Поэтому, если у вас не круглый объект, это лучшая настройка для скрытия Z шва.

Настройки угла шва

С помощью этого параметра можно задать предпочтение слайсера при установке Z шва. Если при выравнивании Z шва выбрано значение «Случайно», этот параметр исчезает, так как в этом случае он больше не имеет смысла.

Всего есть пять вариантов, чтобы указать слайсеру, где лучше всего расположить шов.

• Нет: Кроме настроек при регулировке шва Z, этот выбор не имеет особых предпочтений.
• Спрятать шов: При этом выборе слайсер пытается разместить кромку на внутренней стороне модели. В этом случае переход от текущего слоя к следующему предпочтительно осуществляется не с внешней, а с внутренней стороны модели. Это должно сделать шов Z менее выраженным или вовсе незаметным.
• Показать шов: Если вы хотите скрыть Z шов, то этот выбор явно неправильный. Здесь слайсер пытается поместить шов на внешнюю сторону модели, делая его более заметным. Для большинства объектов это не очень полезно, но может быть использовано в особых случаях.
• Случайно: Здесь Cura устанавливает шов либо снаружи, либо внутри. Эта настройка также не пригодится, если вы хотите скрыть шов.
• Интеллектуальное скрытие: Для некоторых объектов очень сложно разместить шов на самом внутреннем крае. С помощью интеллектуального скрытия Cura использует следующий край, расположенный дальше, если самый внутренний край слишком неудобен для печати.

Выравнивание шва по Z

Эти параметры настройки управляют выравниванием неизбежных выступов Z-шва. Доступны четыре варианта:

• Указано пользователем позволяет вручную указать, где будет располагаться Z-шов. При выборе у вас будет возможность выбрать один из предустановленных параметров (например, «Назад вправо») или установить координаты по осям X и Y. Также может помочь активировать опцию «Относительный шов по оси Z», чтобы ввести координаты вручную относительно центра детали.
• Самый короткий устанавливает начальную точку, ближайшую к соплу, когда она заканчивает предыдущий слой. Как и следовало ожидать, этот вариант дает прямую линию неровностей, поэтому, если вы хотите замаскировать Z-шов, это не тот вариант, который следует выбирать!
• Случайный , как следует из названия, устанавливает начальные точки каждого слоя в случайном месте. Хотя опция «Случайно» предотвращает прямолинейный Z-шов, она все же может привести к появлению видимых пятен, только в разных точках.
• Sharpest Corner выбирает угол с самым острым углом для размещения Z-шва. Углы отлично подходят для скрытия Z-шва, потому что шов почти сливается с вершиной.

Предпочтение угла шва

Эти параметры управляют выбором угла, если его нужно выбрать в качестве начальной точки слоя. Этот параметр также содержит несколько параметров:

• Ни один из них не указывает вашему слайсеру не делать никаких особых предпочтений при выборе начальной точки слоя. (Не волнуйтесь, если вы используете настройку «Самый острый угол» для «Выравнивания шва по Z», самый острый угол все равно будет выбран в качестве отправной точки.)
• Hide Seam размещает шов на внутренних углах вашей модели. Со швом на самых внутренних углах корпуса модели он теоретически должен быть намного менее заметным.
• Expose Seam полностью противоположен предыдущему и размещает шов на самых внешних углах. Похоже, что это делает изображение более заметным, но это может быть предпочтительнее, в зависимости от модели.
• Hide или Expose Seam указывает принтеру использовать в качестве отправной точки либо самые внутренние, либо внешние углы, но допускает и то, и другое.
• Умное скрытие похоже на предыдущее, но пытается выбрать самые внутренние углы, насколько это практически возможно, но по-прежнему позволяет выбрать самый внешний угол.

Как скрыть Z шов: PrusaSlicer

С помощью PrusaSlicer можно также скрывать Z швы. Можно разместить их в определенном месте, как в Cura или произвольно распределить их по объекту.

Но есть и другая интересная функция, которая позволяет рисовать Z шов на модели. Таким образом, вы можете определить места, где Z-образный шов может появиться и определить области, где Z шов вообще не должен появляться.

Позиция шва: PrusaSlicer

• Случайно: Как и в Cura, эта настройка будет случайным образом распределять переходы слоев вдоль оси Z. Это означает, что начало следующего слоя всегда находится в другом месте, что исключает возможность образования швов. Однако это может привести к случайному распределению дефектов печати по всему объекту. Эта настройка имеет смысл только в том случае, если у вас круглый объект, оптимизированы настройки экструзии и объект должен просматриваться со всех сторон. Для объектов с краями всегда предпочтительнее другие настройки.
• Ближайшее: Эта опция размещает шов на ближайшем краю. Если вы немного оптимизировали экструзию, это сделает Z шов практически невидимым. Эта настройка имеет наибольший смысл для объектов с краями.
• По краю: Эта настройка делает практически то же самое, что и предыдущая, но выбирает край, ближайший к начальной точке предыдущих слоев. Это приведет к тому, что Z шов будет перекрывать весь объект (даже круглые объекты).
• Сзади: Здесь Z шов располагается в углу, как и в случае с «Ближайшим» или «По краю», но как можно дальше к задней части объекта (как можно дальше в направлении Y макс.). Таким образом, эта настройка сочетает в себе скрытие Z шва в углу и ориентацию его в месте, которое не находится в фокусе при просмотре модели. Таким образом, вы можете скрыть шов Z двумя способами.

Рисование шва: PrusaSlicer

Если вы не доверяете алгоритмам слайсеров и хотите поместить Z-шов в конкретное место, эта настройка для вас.

Здесь вы можете использовать мышь, чтобы определить области на объекте, где разрешен Z-шов, и исключить области, где переход между слоями запрещен.

Для некоторых объектов имеет смысл поместить Z шов в определенную точку объекта, которая не является углом. Можно даже создать изогнутые линии, которые перемещаются вдоль оси Z по всей модели.

Конечно, такие отдельные Z-швы не могут быть заданы алгоритму. Эта функция как раз подходит для таких приложений.

Клиновидный шов: Orca Slicer

Начиная с версии 2.0 программы Orca Slicer, можно активировать параметр Клиновидный шов. Этот параметр делает швы практически невидимыми.

Что такое клиновидный шов?

В обычном шве линия заканчивается резко и всегда в одном и том же месте. Это делает ее хорошо заметной. В клиновидном шве линия не заканчивается резко. Вместо этого начало и конец внешней линии накладываются друг на друга на определенном расстоянии, делая шов нечетким.

Чтобы предотвратить чрезмерную экструзию в этой зоне перекрытия, экструзия постепенно регулируется в несколько этапов.

В принципе, косой шов не является новым изобретением и широко используется в деревообработке. Вы можете увидеть такой шов здесь, на моем столе. Однако там он используется в основном для улучшения стабильности, а не внешнего вида.

Параметры для клиновидного шва можно найти в настройках качества в Orca Slicer. Как только вы активируете новую функцию, появятся новые настройки, с помощью которых вы сможете дополнительно настроить шов.

Настройки по умолчанию для шарфового шва совсем не плохи и определенно являются большим улучшением по сравнению с обычным швом. Однако мы можем использовать настройки, чтобы сделать шов еще более незаметным.

Наиболее важными настройками для этого являются длина шва и количество шагов. Чем длиннее шов клиновидного соединения, тем более размытым он становится, поскольку шов распространяется на все большую площадь. Полностью избежать шва невозможно, но в большинстве проектов он будет практически незаметен.

Режим вазы

Режим вазы (в Cura «Спирально печатать внешний контур») может полностью предотвратить появление Z шва. В PrusaSlicer эта функция также существует как «Спиральная ваза».

В режиме вазы вы можете печатать объекты, состоящие из одной многослойной стенки, быстро и без видимого Z шва. Переходы между слоями не резкие, как при обычной печати, а происходят как плавный переход от одного слоя к другому.

Печатающая головка не останавливается при переходе от одного слоя к другому, а просто продолжает печать, перемещаясь вверх в направлении Z к следующему слою и продолжая двигаться в направлении печати.

Таким образом, предпосылки для Z шва отпадают. На очень грубых отпечатках при ближайшем рассмотрении можно заметить небольшое изменение в Z-направлении, но никаких сгустков переэкструдированного филамента нет.

В режиме Вазы экструзия всегда остается неизменной и поэтому не может дать видимого Z шва.

В Cura можно активировать дополнительную настройку в режиме вазы, чтобы еще больше сгладить движения печатающей головки.