Slic3r – продвинутые настройки печати периметра – Обучение 3D-печати

Очень часто возникает необходимость иметь больше возможностей по контролю процесса печати объектов на 3D-принтерах, чем это могут позволить существующие подходы. Эта статья покажет вам на примере как менять и оптимизировать ширину печати таким образом, чтобы сделать деталь более прочной или поверхность более завершенной. Я так же привел несколько примеров G-кода на выходе и пример того, как выбирать правильные пути печати.

Для этого урока мы используем Slicr Version 1.1.7, но и ранние версии имели ту же возможность для ручной настройки ширины напечатанного периметра


Slic3r, Cura, Simply3D, Craftware и другие приложения «нарезают слоями» нашу 3D-модель и переводят её в послойный G-код (читаемый напрямую 3D-принтером). Для каждого 3D-принтера, использующего филамент (FFF/FDM) для изготовления модели очень важно в какой последовательности образуются инструкции G-кода, а так же, в каком порядке каждый раздел напечатается.

Программа-слайсер постоянно использует лучшие алгоритмы для того, чтобы сделать более сложную работу и построить оптимальную траекторию, но большинство из них не всегда производит оптимальный алгоритм траекторию печати для каждого типа модели или разных конфигураций принтера

Я задокументировал этот урок после серии экспериментов, с новыми материалами которые имеют особые свойства, обусловленные различным расширением материала. Изначально я хотел сделать максимально «чистую» траекторию печати для объекта — набора ёлочных передач которые должны быть связаны друг с другом. После того, как был сделан тест “слои”, стало ясно, что будут необходимы некоторые ручные настройки для того чтобы напечатать объекты так, как мне хотелось.

Набор елочных передач экструдера, напечатанный специальным PLA+Kevlar+PTFE композитным материалом

Новый материал Colorfabb – это Kevlar+PTFE композитный материал настолько скользкий, что стреляет из сопла и имеет некоторые тенденции к вытеканию материала. Я хотел протестировать износостойкость и набор елочных передач экструдера для этого подходит как нельзя лучше. Я не уверен что если/когда Colorfabb выпустит этот материал, но если вы достанет я предполагаю температуру экструзии всего 155 град. Цельсия, это кардинально уменьшит вытекание  и поможет сделать реально чистую печать, если вы также будете следовать советам этого урока.

Я почти всегда смотрю на выходной g-код, произведенный программой-слайсером до того, как отправлю его на печать.  Достаточно часто я настраиваю свойства после анализа формы печати, и также как материал был спланирован для распечатки некоторых деталей или особенностей модели.

Для того чтобы представить g-код на выходе я использую RepetierHost. Он генерирует возможность визуализировать филамент послойно, а так же траекторию движения наконечника экструдера, для того чтобы завершить каждый слой. Это очень удобно для того, чтобы получить наглядное представление, как модель будет распечатана на вашем принтере. Это так же даст вам приблизительное время печати, так что это удобно: сравнить настройки принтера с g-кодом на выходе и время его печати.

Для этого урока мы используем продвинутую вкладку под Настройками печати, см. ниже.

 По умолчанию у слайсера задана фиксированная ширина экструзии для всех траекторий печати, кроме толщины первого слоя. Для него толщина увеличена вдвое с целью увеличения степени прилипания слоя к поверхности, а также уменьшения времени его нанесения, поскольку время нанесения первого слоя как правило значительно выше времени нанесения последующих слоев. С другой стороны, увеличение толщины первого слоя не всегда приемлемо, особенно если на первом слое необходима высокая степень детализации и качество внешнего вида.

После разрезания на слои вашей модели в стандартных настройках, нужно посмотреть какую ширину экструзии Slic3r автоматически выбрал для вас. Вы можете сделать это открыв .gcode файл в одном из текстовых редакторов или загрузив его в RepetierHost.

Внизу наш примерваши значения будут другими, они зависят от версии Slic3r.

; generated by Slic3r 1.0.1 on 2014-10-11 at 19:03:23

; layer_height = 0.25
; perimeters = 2
; top_solid_layers = 4
; bottom_solid_layers = 3
; fill_density = 0.45
; perimeter_speed = 75
; infill_speed = 80
; travel_speed = 320
; nozzle_diameter = 0.58
; filament_diameter = 2.88
; extrusion_multiplier = 1
; perimeters extrusion width = 0.58mm
; infill extrusion width = 1.18mm
; solid infill extrusion width = 1.02mm
; top infill extrusion width = 1.02mm

Вы увидите наверху файла ряд параметров, некоторые вы выбрали самостоятельно, некоторые Slic3r выбрал за вас.

Этот урок сконцентрирован на периметрах, но так же может применяться для других параметров печатной линии (заполнение, первый слой, верх, материал поддержки). С помощью множества объектов, указав точные ширины для печати периметров вы можете получить более чистые и прочные объекты).

Slic3r использует автоматический расчет если поставить настройки на ‘0’.

Для этого урока сопло моего 3D-принтера 0.58 мм и высота выбранного слоя 0.2 мм – я предварительно настроит верхушку тела и ширину экструзии первого слоя. Я так же оставил другие ‘0’ (автоматические) настройки.

В этом уроки единственная вещи которую мы будем менять – это ширина периметра отличную от ‘0’ (как это показано выше), все остальные настройки остаются абсолютно такими же, так что вы сможете видеть, как изменение одного параметра становится результатом настройки траектории печати.

Обычно Slic3r решает, что лучшая ширина выдавливаемого пластика зависит от размера сопла и высота слоя которые вы задаёте в базовой информации о вашем 3D-принтере. Для печати слоёв разной высоты Slic3r автоматически изменяет настройки, но иногда настройки автоматической ширины выстраивают (производит) не лучшую траекторию печати, давайте посмотрим на примере ниже.

Когда я разрезаю обычную елочную передачу и смотрю на выходной gcode используя RepieterHost. Я обращаю внимание на то что это была попытка сделать много маленьких внутренних линий и так же имел несколько частей периметров которые я хотел сделать максимально цельными.

Slic3r (и большинство других gcode машин) дают вам выбор уровня контроля над тем, насколько полно экструдируется (выдавливается) пластик при данной высоте слоя.

На картинках ниже мы можем увидеть только тот же слой модели или стек слоев, этим же способом мы можем сравнить точно как Slic3r с помощью настройки ширины периметра изменяет путь печати.

Фиг. 1 на синем поле показывает, как пластик будет распределен для 25 слоя нашей модели. Эта звездочка достаточно мала, диаметр в самом широком месте (вкл. Зубчики) составляет ок.18 мм.

Фиг. 2 показывает приближенное изображение того же слоя и пути печати, давайте посмотрим внимательнее что нам может сказать этот путь.

Зеленая линия в пути означает движения сопла экструдера которые он сделает для того чтобы расположить материал в этом слое. Как вы видите, сопло прыгает через зубчик каждого колеса чтобы наполнить маленькую площадь внутри него. Здесь так же имеет место некоторое количество небольших пробелов в одном из серединных слоёв, без видимых причин, кроме его вычислили, что материал может не наполнять всю форму. Серия небольших пробелов требуется чтобы избежать перерасхода материала.

Если эта модель была напечатана с использованием кода с Фигуры 2, особенно с использованием материала, который имеет склонность к расширению, растеканию и вытеканию (к примеру, новый PolymakrPolywood) гораздо лучше иметь пузырьки материала между зубчиками передачи и чтобы печать не была слишком «чистой». Вы можете выбрать другие настройки Slic3r для того чтобы ограничить пересечения периметров, но по ряду других причин, слишком сложно решать каждую задачу просто изменяя настройки, как отвод или последовательность печати. Ручная доводка ширины периметра даёт хорошую возможность для контроля.

С напечатанными колесами зубчатой передачи желательно иметь высокий уровень наполнения и так же много периметров чтобы добавить жесткости поверхности изделия. Если вы не можете сделать много внешних периметров из-за маленьких зубчиков как наружное маленькое колесо наверху, тогда сделать толстый обычный периметр часто лучше (и прочнее) чем тонкую стенку и много наполнителя.

Забегая вперед, Фиг. 3а отображает сравнение первые 25 слоёв, разрезанных в автоматическом режиме (0.58 мм), а так же с настроенным (0.86 мм) периметром.

на левой (0.86 мм) машинные движения содержатся внутри зубцов колес и общее число движений и реакций экструдера значительно уменьшается.

Фиг. 3B – над это взгляд со стороны на первые 25 слоев, что наглядно иллюстрирует как ширина периметра производит более чистый путь печати для модели.

Но как и почему я выбрал 0.86 мм как идеальную ширину? – это достигалось с помощью экспериментов. Для наглядности я привел следующие изображения):

на 4 фигуре показано, что Slic3r часто делает неожиданные вещи, так что вам нужно протестировать разнообразную толщину прежде чем принять решение для конкретной модели.

Анализ каждого изображения на фиг. 4.

Выше мы видим разницу в печати, при разной ширине периметра на одной модели (Для сравнения).

0.6 мм = Почти идеально, но имеются большие пробелы между внутренним и внешним периметром, это может создать не присоединенные стенки и ослабление – это можно иногда вытянуть изменением уровня наполнения.

0.70 мм – Незаполненные секции и много перемещений, обратные движения. Не идеально.

0.80 мм = Прыжки между зубцами колеса с большим количеством перемещении и незаполненными полостями, не исп.

0.82 мм = Те же проблемы, но сейчас наполнение в норме, распределено равномерно.

0.84 мм = До сих пор наполнение в зубцах и прыгает вокруг каждого зубца.

0.86 мм = Превосходно! – здесь все равномерно наполнено и крепкий контур который будет очень хорошо прикреплен к наполнению. Очень немного пустых перемещений и почти нет обратных движений.

0.88 мм = Всего на 0.2 мм больше и мы имеем неравномерное заполнение и пробелы.

0.90 мм = Такая расстановка произведет небольшой пробел между внутренними двумя периметрами и внешними и будет явно слабее изделия с толщиной стенки 0.86 мм.

распечатанная малая зубчатая передача использует 0.86 мм периметр, при этом прочный, чистый и удобный в использовании.

Не считайте, что выбор большей ширины более корректен и улучшает качество печати, часто уменьшение так же применяется, особенно для больших частей.

Обычно я начинают настройки с выбора большей ширины, не оставляя его по умолчанию, т.к. это сокращает время печати, но если это не работает для вашей модели, на следующем этапе наоборот, уменьшите ширину.

В качестве примера заменим более крупным зубчатым колесом (показано ниже) было превосходно на настройках Slic3r по умолчанию (0.58 мм), и так же при ширине 0.90 мм, все что между было далеко от идеального.

Оба 0.58 и 0.9 мм могут напечатать хорошо. Для материала как Colorfabb Kevlar+PTFE композита что расширяет экструзии, 0.90 мм было идеальным, потому что заполнение этим материалом происходит быстрее с небольшим движением и имеет прочное круговое заполнение.

В первую очередь напечатал (Фиг. 5) для того чтобы показать неравномерное заполнение при ширине экструзии 0.82 мм – здесь мы видим пробел между внутренним и внешним периметром. Колесо достаточно сильно пружинит (внешняя и внутренняя часть), потому что не соединены. Я уверен, что могут быть применения этому замечательному пружинящему колесу, но не в данном конкретном случае.

Следующий напечатанный набор из 4 крупных колес, с помощью PLA-пластика и настройками 0.58 мм по умолчанию.

На 6 фигуре мы видим приближенное изображение напечатанного на 50 % колеса при ширине 0.58 мм, показывающее как аккуратно соединяются 3 внутренних и внешних периметра. Это идеальная 3D печать для этого объекта.

Вы так же можете увидеть, как при другой ширине возникают различные проблемы, так что не используйте их.

Резюме, общие советы и рекомендации

В большинстве случаев для печати можно использовать 0.5 или 0.6 мм сопло при высоте слоя равной 0.2 мм.

При небольшой высоте слоя возможно ширину периметра можно сделать даже меньше размера сопла, но это не всегда рекомендуется.

Наиболее уместно использовать масштаб ок. 1.5х – ширины сопла к ширине линии.

Например, при диаметре сопла 0.5 мм печать будет корректна при высоте слоя в пределах от 0.1 до 0.4 мм. Вы так же можете сделать и меньшую высоту слоя если пожелаете, но при этом должны соблюдать баланс между временем, затраченным на печать и финальным качеством.

Некоторые материалы могут быть использованы в соотношении 1:1 с размером сопла. Например, PET материалы такие как Taulman Tglase и Colorfabb_XT будут выигрывать внешне от тонких слоев, которые не будут слишком сплющенными.

И для максимальной ширины, лучше не превышать соотношения выше 2.2 от диаметра сопла.

Всегда хорошо смотреть на выходной G-код, который генерируется Slic3r, даже только для того чтобы один раз увидеть ширину линий, которые установлены, при выставленных автоматически настройках.

В качестве примера во время печати «спиральной вазы» (одностеночный периметр) пользователи оставляют толщину периметра по умолчанию, это забавно, так как обычно это тонкостенный объект, что в конце приводит к значительным усилиям ручной пост-обработки объекта.

Вы будете удивлены насколько лучше выглядят и «чувствуют» себя 1.2 или 1.4 тонкие периметры взамен 0.6 мм в объектах типа «спиральной вазы». Кроме того, это зачастую так же упрощает процесс печати.

Я предпочитаю сопла большого диаметра, обычно я печатаю соплами 0.8 или даже 1.2 мм, особенно на больших объектах. Просто удостоверьтесь что у вас экструдеры которые могут идти с необходимой скоростью, или замедлите скорость печати.

Если у вас есть возможностью, попробуйте где это уместно, настройка ширины до сих пор не автоматическая функция в слайсерах, до тех пор пока у нас не появилось более «разумных», лучше делать это вручную для получения более впечатляющего результата.

Ссылка на Slic3r

Slic3r это открытое ПО, позволяющее генерировать G-код из 3D-модели, автор которой Alessandro Ranellucci. Вы можете найти больше информации о Slic3r и загрузить его здесь: http://slic3r.org/

Теги: примеры, обучение, периметр, качество печати, 3D-печать

источник: http://richrap.blogspot.ru/2015/01/slic3r-advanced-perimeter-tuning-3d.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *