Centrum Wiedzy Innowacji Standardów
Level Up – Uniwersytet dla wszystkich
Cięcie, slicing, czy też plasterkowanie modelu, to proces polegający na przetwarzaniu modelu 3D na zestaw instrukcji czytelny dla drukarki. W obrębie slicera dokonywany jest podział obiektu trójwymiarowego na warstwy, które w procesie druku stają się kolejnymi warstwami nakładanego filamentu. W slicerze konfiguracji podlegają wszystkie parametry pracy drukarki 3D. Umiejętne “slajsowanie” modelu jest elementem nieodłącznym druku 3D, a efektem całego procesu cięcia jest G-code zapisywany w postaci rozpoznawalnego przez drukarkę 3D pliku w formacie .gcode. Przygotowany plik .gcode jest kompatybilny wyłącznie z konkretnym modelem drukarki oraz filamentem, dla którego ustawione zostały parametry druku.
1. Pozycjonowanie modelu na stole roboczym
2.1. Parametry druku: Wysokość warstwy
2.2. Parametry druku: Dynamiczna zmiana warstwy
2.3. Parametry druku: Obrysy i obrysy zewnętrzne
2.4. Parametry druku: Powłoki poziome (górne i dolne)
2.5. Parametry druku: Prędkość druku
2.6. Parametry druku: Szerokość ścieżki (ekstruzji)
2.7. Parametry druku: Temperatura dyszy
2.8. Parametry druku: Temperatura stołu roboczego
2.9. Parametry druku: Chłodzenie wydruku i środowisko termiczne drukarki
2.10. Parametry druku: Pierwsza warstwa i jej kluczowe znaczenie dla wydruku
2.11. Parametry druku: Współczynnik ekstruzji
2.12. Parametry druku: Retrakcja filamentu
2.13. Parametry druku: Struktury podporowe
3. Druk wielokolorowy z wykorzystaniem pojedynczej głowicy (zmiana koloru filamentu w trakcie druku)
Dodawany do slicera obiekt, który ma zostać wydrukowany, automatycznie umieszczany jest w centralnym punkcie stołu roboczego. Rozwiązanie to ma na celu nie tylko wygodę obsługi oprogramowania, ale jest konsekwencją prawidłowości, iż drukarki 3D (FDM) najwyższą precyzję pracy osiągają właśnie w tych obszarach pola roboczego. Podobną prawidłowość zastosować można w stosunku do procesu grzania stołu roboczego, zwłaszcza w przypadku konstrukcji wyposażonych w stoły o bardzo dużej powierzchni. Stopień nagrzania może być nierównomierny, ale co do zasady stabilność utrzymania zadanej temperatury będzie większa w jego centrum.
Unikaj umieszczania obiektów w skrajnych obszarach pola roboczego drukarki 3D. Umieszczaj je na środku stołu roboczego.
W przypadku drukowania wielu modeli na raz i umieszczania ich na stole roboczym, należy wypozycjonować je jak najbliżej centrum stołu oraz jak najbliżej względem siebie. Niewielka odległość pomiędzy modelami skraca czas całego procesu druku, ponieważ zmniejszamy w ten sposób dystans powtarzanych wielokrotnie ruchów jałowych głowicy wykonywanych pomiędzy modelami.
Wiele modeli drukowanych na raz umieszczaj w centrum pola roboczego drukarki i możliwie blisko siebie.
Zaprezentowane poniżej zestawienie newralgicznych kategorii ustawień dokonywanych w oprogramowaniu tnącym uporządkowane zostało wedle kolejności występującej w programie PrusaSlicer, a więc darmowym i będącym jednym z najpopularniejszych na rynku. Jednakże wszystkie przedstawione informacje mają charakter uniwersalny i mogą być pomocne również w innych aplikacjach przygotowujących instrukcje dla drukarki 3D.
Jest to newralgiczna sekcja ustawień, a błędnie dobrane parametry w tym obszarze mogą skutkować nie tylko niezadowalającą jakością wydruku, ale również jego całkowitym niepowodzeniem.
Parametr wysokości warstwy decyduje o tym, jak wysoka będzie pojedyncza drukowana ścieżka, a co za tym idzie, jaką wysokość będzie posiadała każda nakładana kolejno na siebie warstwa modelu.
Minimalna i maksymalna wysokość warstwy, jaka może zostać bezpiecznie ustawiona w oprogramowaniu slajsującym, zdeterminowana jest przez parametry techniczne drukarki, takie jak jej zdolność do unoszenia osi głowicy na osi Z oraz średnica założonej dyszy wylotowej. Każdy producent urządzenia definiuje minimalną wysokość warstwy z jakiej skorzystać może użytkownik.
Zakres wysokości warstw, jakie możliwe są do zastosowania w danej konfiguracji sprzętowej pomagają również ocenić matematyczne wzory, uwzględniające średnicę dyszy wylotowej jako jedną ze zmiennych.
Maksymalna wysokość warstwy = średnica założonej dyszy * 0,75
Minimalna wysokość warstwy = średnica założonej dyszy * 0,25
Dla drukarki wyposażonej w dyszę o średnicy 0,4 mm, opierając się na powyższych wzorach, możliwe jest ustawianie maksymalnej bezpiecznej wysokości warstwy na poziomie 0,3 mm i minimalnej na poziomie 0,1 mm.
Znaczne przekroczenie maksymalnej wysokości warstwy może skutkować ponadnormatywnym wzrostem ciśnienia wewnątrz dyszy, zapchaniem jej oraz głowicy drukarki, prowadząc do konieczności rozkładania i serwisowania jej elementów.
Stosowanie zbyt niskiej niż wyliczona ze wzoru minimalna warstwa, nie jest obarczone tak negatywnymi konsekwencjami jak w przypadku warstwy maksymalnej. Najgorszym z możliwych efektów będzie niezadowalający lub nieudany wydruk, nie istnieje groźba doprowadzenia np. do zapchania podzespołów urządzenia. Co więcej, warto eksperymentować ze schodzeniem poniżej poziomu wyliczonej minimalnej dopuszczalnej warstwy w przypadku modeli wymagających skrajnie dużej precyzji (np. brajl). Dzięki zaawansowanym algorytmom stosowanym w oprogramowaniu tnącym, zarządzanie ilością podawanego filamentu umożliwia znaczne schodzenie poniżej warstwy 0,1 mm przy wykorzystywaniu dyszy o średnicy 0,4 mm.
Dobra praktyka
Dla uproszczenia, dobierając odpowiednią warstwę druku można przyjąć, że wysokość:
Optymalizacja procesu drukowania polega na takim ustawieniu parametrów druku, aby model drukowany był maksymalnie szybko, a przy tym nie tracił walorów estetycznych i wytrzymałości. Kluczowym elementem optymalizacji może być stosowanie różnej wysokości warstw dla różnych partii danego modelu. Każde popularne oprogramowanie tnące umożliwia stosowanie dynamicznej zmiany warstwy. W przypadku aplikacji PrusaSlicer funkcja ta nazwana jest mianem “Modyfikatora zakresu wysokości” i wywoływana jest z poziomu menu rozwijanego kliknięciem prawym klawiszem myszy na nazwę dodanego modelu 3D.
Za pomocą tego typu narzędzi i funkcji model składający się np. z nieszczegółowej i prostej geometrycznie podstawy oraz skomplikowanego i bogatego w detale nadruku, może zostać “pocięty” tak, aby podstawa i nadruk były drukowane z wykorzystaniem innej wysokości warstwy.
Optymalne “slajsowanie” modelu płytki o grubości 1 mm i znajdującego się na niej napisu brajlowskiego zakłada, że płytka drukowana będzie na wysokości warstwy 0,2 mm (lub więcej), a znaki brajlowskie z wykorzystaniem wysokości warstwy 0,1 mm (lub mniej).
Konfiguracja ilości obrysów ma wpływ na estetyczną jakość wydruku, jego fizyczną wytrzymałość oraz mocno rzutuje na łączny czas druku modelu. Ilość obrysów, to nic innego jak liczba ścieżek, która złoży się na grubość pionowej ścianki wydruku.
Za punkt wyjścia ustawiania ilości obrysów dobrze jest przyjąć liczbę 3. Dla większości wydruków, taka ilość ścieżek, których szerokość będzie oscylować w granicach od 0,4 mm do 0,45 mm, zapewnia wystarczającą wytrzymałość ścianek.
Dla większości wydruków ustalaj ilość obrysów równą trzem. Jeżeli wymagana jest wysoka wytrzymałość wydruku na zgniatanie i ściskanie, znacznie zwiększ tę liczbę.
Obrysem zewnętrznym określany jest obrys, który stanowi zewnętrzną krawędź modelu. W drukowanej bryle istnieje zawsze tylko jeden obrys zewnętrzny, niezależnie od ogólnej liczby obrysów. To obrys zewnętrzny jest widoczny i wyczuwalny za pomocą wzroku i dotyku.
Zmniejszaj prędkość druku obrysów zewnętrznych o około 20% względem pozostałych obrysów. Zwiększysz szanse uzyskania idealnej powierzchni bocznej wydruku.
Ustawienie ilości warstw jakimi pokryta zostanie bryła na górnej i dolnej powierzchni decyduje o jej jakości i wytrzymałości, podobnie jak liczba obrysów.
Kluczowe dla zdefiniowania ilości powłok górnych i dolnych jest skorelowanie ich z używaną do ich drukowania wysokością warstwy.
Warstwy niskie (np. 0,1 mm) pokrywają powierzchnie płaskie mniej efektywnie niż warstwy wysokie. Aby uniknąć np. prześwitywania lub dziurek na powierzchni, model drukowany za ich pomocą będzie wymagał stosowania większej ilości powłok górnych i dolnych.
Jeżeli drukujesz model z wysokością warstwy:
Prędkość ruchów drukujących decyduje o ich precyzji, a co za tym idzie ma wpływ na estetyczną jakość druku. W skrajnych wypadkach także na jego całkowite powodzenie bądź jego brak. Bezrefleksyjne i przesadne zwiększenie prędkości obniża dokładność ruchów głowicy, może zmniejszać adhezję pomiędzy ścieżkami filamentu lub nawet nadmiernie obciążać silniki drukarki prowadząc do ich przegrzewania. Konfiguracja szybkości prowadzenia procesu druku jest więc poszukiwaniem właściwego balansu pomiędzy jak najmniejszym czasem druku, a jego jak najwyższą jakością.
Najważniejszym czynnikiem, który stanowi punkt wyjścia dla ustawień prędkości druku, jest rodzaj stosowanego filamentu. Materiały twarde takie jak PLA czy ABS mogą być drukowane relatywnie znacznie szybciej niż elastyczne. Wspomniane PLA jest jednak bezkonkurencyjnym liderem możliwości pod kątem prędkości druku, osiągalne są tu nawet graniczne prędkości zbliżone do 100 mm/s.
Producenci charakteryzując swoje produkty, najczęściej podają maksymalne prędkości bezpiecznej pracy filamentu. Poznawanie możliwości nowego materiału rozpocznij od ustawiania prędkości w jego średnich zakresach. Np. dla PLA w przypadku którego maksymalne prędkości druku wynoszą około 100 mm/s, ustawiaj szybkości oscylujące wokół 50 mm/s. Jeżeli efekty są zadowalające, możesz je stopniowo (o 5-10 mm/s) zwiększać oceniając efekty i wypatrując momentu, w którym jakość wydruku zaczyna spadać.
Każda aplikacja tnąca umożliwia różnicowanie prędkości druku dla różnych jego aspektów. Szybkość druku niewielkich modeli powinna być znacznie mniejsza, niż elementów dużych i geometrycznie nieskomplikowanych, składających się finalnie z długich i prostych ścieżek. Co więcej, zasadne jest różnicowanie prędkości druku dla poszczególnych obrysów w obrębie pojedynczego modelu.
Mocno różnicuj prędkości drukowania poszczególnych obrysów i elementów składowych modelu. Obrysy wewnętrzne czy wypełnienie, stanowią jego wewnętrzną i niewidoczną po wydrukowaniu część, a więc prędkości ich drukowania mogą być wielokrotnie wyższe niż newralgicznych dla estetyki modelu obrysów zewnętrznych czy zwartego wypełnienia górnego.
Dla materiału takiego jak PLA dopuszczalne i zupełnie właściwe będzie skrajne różnicowanie prędkości druku. Definiowanie szybkości tworzenia np. obrysów wewnętrznych na poziomie 80 mm/s, a małych obrysów na poziomie 15 mm/s, sprawi iż wydruk powstanie relatywnie szybko, bez uszczerbku dla jego jakości estetycznej.
Szerokość ekstruzji jest parametrem określającym jak szeroka będzie pojedyncza, nakładana przez głowicę drukującą ścieżka. Wartość ta jest ściśle powiązana ze średnicą stosowanej w drukarce dyszy wylotowej.
Dla większości standardowych wydruków stosuj szerokość ekstruzji wynoszącą około 110% średnicy zainstalowanej w drukarce dyszy wylotowej. Np. dla najpopularniejszej dyszy o średnicy 0,4 mm, wartość szerokości ścieżki definiuj na poziomie 0,45 mm. Zapewni to właściwy stosunek pomiędzy dobrą adhezją kolejnych warstw, a dobrą jakością druku i brakiem ryzyka zapychania dyszy.
Różnicowanie wartości szerokości ekstruzji jest zasadne jeżeli potrzebny jest konkretny efekt z zakresu szczegółowości detalu, czy trwałości modelu.
Manipulowanie szerokością ekstruzji w zależności od efektu jaki chcesz osiągnąć:
Zastosowanie zbyt dużej szerokości ekstruzji w połączeniu z wysokimi prędkościami druku, może prowadzić do przekroczenia bezpiecznego poziomu ciśnienia filamentu w głowicy drukarki, a co za tym idzie do jej zapchania i konieczności fizycznego wyczyszczenia. Analogicznie, za mała szerokość ekstruzji może doprowadzić do sytuacji, w której kolejne ścieżki filamentu nie będą przyklejać się do poprzednich lub do stołu roboczego.
Zadana drukarce temperatura dyszy ma wpływ na to, jaką konsystencję będzie przyjmował topiony w niej filament.
Zakres temperatur, w których pracuje konkretny materiał, każdorazowo opisany jest przez producenta w informacjach odnoszących się do jego właściwości i parametrów.
Poznawanie termicznej charakterystyki materiału rozpocznij od ustawienia temperatury druku w jego średnim podawanym przez producenta zakresie. Np. dla PLA, w przypadku którego zakres zalecanych temperatur określono na 200-230°C, przeprowadź testowy wydruk z umiarkowanymi prędkościami druku i temperaturą dyszy ustawioną na 215°C. W większości przypadków będzie to parametr gwarantujący powodzenie wydruku i stanowiący dobry punkt wyjścia do ewentualnych zmian w obu kierunkach.
Ustawienie temperatury dyszy w górnych partiach podawanego przez producenta zakresu, spowoduje zmianę konsystencji podawanego filamentu na bardziej płynną, lejącą. Analogicznie, schodzenie do wartości oscylujących wokół dolnych dopuszczalnych, zwiększa gęstość materiału i utrudnia jego szybką ekstruzję.
Filament pracujący w relatywnie wysokich dla siebie temperaturach, będzie przejawiał zwiększoną tendencję do spowodowanego grawitacją wyciekania z dyszy. Ustawienia retrakcji (patrz pkt. 2.11.) będą newralgiczne dla zachowania wysokiej estetyki wydruku. Problem dużego “niteczkowania” materiału w trakcie wydruku może być ograniczony poprzez zmniejszenie temperatury głowicy równie skutecznie jak dzięki właściwym parametrom retrakcji.
Manipulowanie temperaturą dyszy w zależności od efektu jaki chcesz osiągnąć:
W przypadku wielu modeli zasadne jest różnicowanie temperatury dyszy w zależności od konkretnej ich części. Przygotowując parametry druku dla obiektów składających się np. z prostej geometrycznie podstawy i skomplikowanego, bogatego w detal nadruku który będzie drukowany powoli, niezbędne może być obniżenie temperatury dyszy dla detalu.
Podobnie jak w przypadku prędkości druku, różnicuj temperaturę dyszy z jaką drukowane są małe detale (obniżaj dla nich temperaturę dyszy o 5-10°C), względem elementów prostych i drukowanych szybko (podnoś dla nich temperaturę o 5-10°C). Możliwe jest to z poziomu ustawień oprogramowania tnącego, lub poprzez manualne dodawanie w nim komendy M104 dla konkretnej warstwy wydruku.
Konfiguracja temperatury stołu roboczego drukarki jest procesem zdecydowanie mniej złożonym niż ustawienia temperatur dyszy. Grzanie powierzchni na której powstawać będzie wydruk ma na celu poprawienie adhezji pierwszej warstwy wydruku i ograniczenie szansy na oderwanie się wydruku w trakcie pracy drukarki. Jeżeli dany materiał wymaga podgrzewanego stołu roboczego, to zadana temperatura powinna być stabilnie utrzymywana przez cały czas trwania wydruku, a nie tylko w momencie budowania jego pierwszej warstwy.
Producent filamentu definiuje i umieszcza w informacjach zakres temperatur, który sprawdza się najlepiej.
Rozpocznij od ustawienia temperatury stołu w jego średnim podawanym przez producenta zakresie. Np. dla PLA, w przypadku którego zakres zalecanych temperatur określono na 50-70°C, przeprowadź testowy wydruk z umiarkowanymi prędkościami druku i temperaturą stołu ustawioną na 60°C. W większości przypadków będzie to parametr gwarantujący powodzenie wydruku i stanowiący dobry punkt wyjścia do ewentualnych zmian w obu kierunkach.
Zwiększaj temperaturę stołu roboczego o 5°C względem pozostałej części wydruku. Podniesie to szanse na właściwe przyklejenie pierwszej warstwy modelu do jego powierzchni.
W przypadku materiałów, które wymagają grzanej powierzchni stołu, jego zbyt niska temperatura, może spowodować niewłaściwe przyleganie do niego nakładanych dyszą linii. Odbije się to na niskiej estetyce dolnej powierzchni modelu, oraz może doprowadzić do odpadnięcia całego wydruku w trakcie jego powstawania.
Zbyt wysoka temperatura stołu roboczego może powodować odkształcanie się wydruku i deformacje jego dolnych partii.
Filamenty będące budulcem modeli w procesie druku 3D w technologii FDM są materiałami termoplastycznymi, a więc przejawiają wysoką wrażliwość na zmiany temperatury. Fakt ten jest ich zaletą, ponieważ dzięki odpowiedniej manipulacji temperaturą dyszy i stołu roboczego, możliwe jest tworzenie skomplikowanych brył przestrzennych. Niestety wspomniana wysoka wrażliwość termiczna generuje również problemy i jest to ściśle skorelowane z rodzajem stosowanego filamentu i konstrukcją drukarki 3D.
W procesie druku 3D jednym z najczęściej niweczących powodzenie zjawisk jest tzw. skurcz, a więc tendencja części filamentów, do niekontrolowanego zmniejszania swojej objętości w różnych partiach wydrukowanego modelu. Efekt ten powodowany jest zbyt szybkim wychładzaniem się filamentu w trakcie druku. Dotyczy to przede wszystkim powierzchni płaskich, które jeszcze w trakcie druku bardzo chętnie podwijają się na rogach i odkształcają ku górze. W skrajnych przypadkach silny efekt skurczu materiału może prowadzić do odpadnięcia modelu od stołu roboczego.
Materiały takie jak ABS czy Nylon charakteryzuje duży skurcz. Dlatego też nie jest możliwe drukowanie za ich pomocą bez drukarki wyposażonej w zamykaną komorę/obudowę. Konstrukcja taka sprawia, że powietrze bezpośrednio okalające powstający wydruk nie ulega gwałtownemu wychłodzeniu, a to skutecznie przeciwdziała wspomnianemu skurczowi.
Przygotowując się do drukowania z wykorzystaniem materiałów kurczliwych (np. ABS), zadbaj o wyposażenie drukarki w zamykaną komorę, wyłącz jej ewentualne wentylatory oraz inne formy chłodzenia wydruku.
Materiał PLA i jego pochodne charakteryzują się niskim skurczem, a w związku z tym nie wymagają stosowania zamkniętej obudowy. Wręcz przeciwnie, PLA to filament w przypadku którego szybkie wychładzanie powstającego wydruku jest korzystne dla jego jakości.
Przygotowując się do drukowania z wykorzystaniem materiałów nie przejawiających tendencji do skurczu (np. PLA), nie musisz korzystać z zamykanej komory drukarki, a jeżeli takową posiadasz, włącz jej ewentualne wentylatory oraz inne formy chłodzenia wydruku.
Powstający w technologii FDM wydruk budowany jest na stole roboczym drukarki i przyrasta ku górze wraz z każdą kolejną nakładaną warstwą. Dlatego też pierwsza warstwa wydruku ma newralgiczne znaczenie dla powodzenia całego procesu. To za jej pośrednictwem model stabilnie utrzymuje się w pożądanej pozycji, nie ulega przesunięciom lub przechyleniom, które negatywnie odbijają się na jakości wydruku. W skrajnych wypadkach, słaba adhezja pierwszej warstwy wydruku do powierzchni stołu drukarki doprowadza do odpadnięcia modelu, a w konsekwencji do konieczności powtórzenia wydruku, bo jego kontynuacja nie jest możliwa. Istnieje jednak szereg działań mających na celu zwiększenie szansy na maksymalnie mocne przytwierdzenie pierwszej warstwy wydruku do dolnej płaszczyzny obszaru roboczego.
Termoplasty, jakimi są filamenty, w zdecydowanej większości wypadków zwiększają swoją kleistość wraz ze wzrostem temperatury pracy. W związku z tym, wskazane jest podnoszenie temperatury dyszy wylotowej drukarki dla pierwszej warstwy wydruku. Poprawi do adhezję pomiędzy płytą stołu roboczego a ścieżką wytłaczanego materiału.
Poprawnie skonfigurowane parametry druku dla modelu tworzonego z PLA i stosowanej dla niego temperatury dyszy 220°C, zakładają ustawienie temperatury dyszy 225°C dla pierwszej warstwy wydruku.
Dla pierwszej warstwy zwiększaj temperaturę dyszy wylotowej o 5°C względem jej bazowej temperatury dla pozostałej części wydruku. Jeżeli masz do czynienia z materiałem bardzo trudnym do przytwierdzenia do powierzchni stołu roboczego, zwiększ temperaturę nawet o 10°C.
Efekt poprawionej adhezji pierwszej warstwy można osiągnąć również poprzez zwolnienie prędkości jej druku i jest to rozwiązanie powszechnie stosowane. Większość aplikacji przeznaczonych do generowania plików g-code w sposób automatyczny sugeruje zwolnienie prędkości nakładania ścieżek filamentu na stół roboczy.
Zwalniaj prędkości drukowania wszystkich elementów (obrysy, wypełnienia, itp.), jakie stanowić będą pierwszą warstwę wydruku. Niech szybkości te nie przekraczają 25-30 mm/s dla materiałów takich jak PLA i 15-20 mm/s dla filamentów wymagających niskich ogólnych prędkości, np. elastycznych.
Jakość przyklejania się poszczególnych linii materiału do stołu roboczego jest zdeterminowana również przez ich kształt. Manipulować nim można za pomocą parametrów wysokości warstwy i szerokości ekstruzji. Pojedyncza wytłaczana ścieżka o wysokości 0,2 mm i szerokości 0,45 mm, ma szansę przytwierdzić się do powierzchni zdecydowanie lepiej, niż ta o wysokości 0,1 mm i szerokości 0,35 mm. Dlatego też nawet dla wydruków niezwykle szczegółowych, których wysokość warstwy nie będzie przekraczać 0,1 mm, ich pierwsza warstwa powinna być wyższa i osiągać wspomniane 0,2 mm. Zdecydowanie poprawia to adhezję. Podobnie szerokość ekstruzji, nie powinna być drastycznie zmniejszana dla pierwszej warstwy, co więcej, bardzo często dobry efekt przynosi jej zwiększenie. Większa powierzchnia pojedynczej ścieżki, to większa szansa trwałego i stabilnego przylegania.
Stosuj wysokość pierwszej warstwy na poziomie 0,2 mm nawet dla wydruków, w których pozostałe warstwy będą zdecydowanie niższe.
Istnieje cały katalog filamentów, które okażą się oporne nawet wobec przytoczonych powyżej sposobów na poprawienie adhezji pierwszej warstwy. Mowa przede wszystkim o materiałach charakteryzujących się wysoką kurczliwością, takich jak ABS czy Nylon. W tym wypadku należy uciec się do kolejnych sposobów radzenia sobie z tego typu trudnością, a są nimi np. pokrywanie stołu roboczego substancjami poprawiającymi jego właściwości i stosowanie raftu.
W przypadku niesatysfakcjonującej adhezji pierwszej warstwy możliwe jest zastosowanie środków, które pomogą mechanicznie ją zwiększyć. Są to przede wszystkim:
Nie łącz ze sobą powyższych metod, każdą z trzech stosuj oddzielnie.
Oprogramowanie tnące umożliwia stosowanie tzw. raftu. Jest to drukowana na stole roboczym płaska podstawka, na której wydrukowany zostanie właściwy model. Z poziomu aplikacji kontroli podlega przede wszystkim ilość warstw z jakich będzie się składać. Drukowany na stosunkowo wysokiej warstwie (np. 0,2 mm) raft, z razji swojej dużej powierzchni stycznej ze stołem roboczym, umożliwia bardzo stabilne i trwałe przytwierdzenie modelu. Po zakończonym wydruku należy ową podstawkę od niego oderwać.
Dla modelu o niewielkiej stycznej ze stołem roboczym lub/i opornie przyklejającego się do stołu roboczego z racji zastosowanego filamentu, przetestuj dodanie składającego się z kilku wysokich (np. 0,2 mm) warstw (np. 3) raftu. Zwłaszcza w przypadku kiedy zawiodą metody związane ze zwiększaniem temperatury dyszy i stołu dla pierwszej warstwy, zmniejszanie prędkości jej druku itd.
Współczynnik ekstruzji materiału jest parametrem, którego regulacja możliwa jest z poziomu ustawień oprogramowania tnącego. Za jego pomocą możliwe jest szybkie zwiększenie lub zmniejszenie ilości wytłaczanego w trakcie druku filamentu. Standardowo przyjmuje on wartość 1.
Producenci materiałów opisują przedział w jakim zalecane jest ustawienie współczynnika ekstruzji dla konkretnego filamentu. W większości standardowych i nieskomplikowanych wydruków, egzamin zda pozostawienie wartości na poziomie 1 lub zdefiniowanym przez producenta. Ewentualne zmiany powinny być nieznaczne i dokonywane etapowo, przy równoczesnej ocenie efektów, a pojedyncza modyfikacja nie powinna przekraczać wartości 0,02. Nie należy jednak przekraczać wartości ekstruzji poniżej 0,9 i powyżej 1,1. Można uznać je za wartości graniczne.
Zbyt wysoki parametr współczynnika ekstruzji może prowadzić do zapychania się dyszy wylotowej drukarki w trakcie wydruku.
Za wysoka ekstruzja skutkuje zbyt dużą ilością wytłaczanego względem potrzeb filamentu. Ścieżki wydruku są zniekształcone, bywają niesymetryczne, a obrysy zewnętrzne mogą sprawiać wrażenie zanadto rozlanych.
Za niska ekstruzja skutkuje zbyt małą ilością wytłaczanego względem potrzeb filamentu. Pomiędzy ścieżkami wydruku widoczne są przerwy i szpary. W skrajnych przypadkach może dojść do rozwarstwiania się poziomych ścieżek, gdyż zbyt duży będzie dystans pomiędzy nimi.
Zmniejszanie współczynnika ekstruzji ma sens również w przypadku wydruku modeli bardzo małych i szczegółowych, które drukowane będą bardzo powoli i z użyciem wąskiej szerokości linii (np. drukowane poziomo punkty brajlowskie). Duży wypływ filamentu nie jest wtedy niezbędny, więc jeżeli używasz współczynnika ekstruzji na poziomie 1, zmniejsz go do wartości np. 0,98.
Jeżeli model posiada fragmenty drukowane oddzielnie i głowica będzie zmuszona do “przeskakiwania” pomiędzy nimi, to nagromadzony w dyszy rozgrzany filament może z niej wyciekać pod wpływem grawitacji w trakcie tych podróży. W naturalny sposób prowadzi to do zanieczyszczenia wydruku charakterystycznymi niteczkami lub zaciekami, określanymi również mianem błędów retrakcji.
Retrakcja jest wycofaniem odpowiedniej długości wiązki filamentu po każdej z nakładanych w trakcie druku linii. Kontroli podlega zwłaszcza długość cofanej wiązki (wyrażana w mm) oraz szybkość wykonywania retrakcji (wyrażana w mm/s).
Podstawowymi kryteriami różnicującymi zakres parametrów retrakcji są rodzaj materiału oraz konstrukcja drukarki 3D. Poszczególne kategorie filamentów, wedle swoich unikatowych właściwości, posiadają także odmienne potrzeby związane z jej parametrami. Co do zasady, PLA i jego pochodne będą materiałami wymagającymi jednej z agresywniejszych retrakcji, tymczasem np. TPU przeciwnie, nie potrzebuje tak znacznego wycofywania z głowicy. Jak zostało wspomniane, na konfigurację retrakcji ma też wpływ typ konstrukcji drukarki, a konkretnie rozróżnienie na głowice typu bezpośredniego (direct) i głowice typu bowden. Te drugie wymuszają potrzebę retrakcji na poziomie niemal dwukrotnie większym niż pierwsze.
Dla wielu popularnych rodzajów PLA i drukarki wyposażonej w głowicę typu bezpośredniego, właściwa długość retrakcji będzie się wahać w granicach 2-3 mm. Natomiast ten sam filament w konstrukcji opartej o głowicę typu bowden będzie wymagał ustawienia jej na poziomie 4-6 mm.
Materiały z kategorii gumopodobnych (TPU), są dość miękkie, w konsekwencji czego mogą ulegać zmiażdżeniu, a nawet przerwaniu w miejscu popychania wiązki przez radełko ekstrudera drukarki. Dlatego też nie są odporne na gwałtowne ruchy retrakcyjne i wymagają jej długości w zakresie około 1-2 mm.
Materiały elastyczne (TPU) nie nadają się do drukowania w konstrukcjach typu bowden, mogą być z powodzeniem używane jedynie w drukarkach 3D wyposażonych w głowice bezpośrednie.
Konkretna długość retrakcji powinna zostać ustawiona za pomocą oprogramowania tnącego w oparciu o informacje od producenta oraz metodę powtarzanych do momentu osiągnięcia zadowalających efektów prób.
Konfigurację długości retrakcji dla filamentu rozpocznij od sprawdzenia podanego przez jego producenta zakresu. Jeżeli został on określony np. na poziomie 2-3 mm, zacznij od długości retrakcji ustawionej nawet poniżej polecanego zakresu. Może się okazać, że dla konkretnego kształtu modelu, stosowanych prędkości i temperatur dyszy, zupełnie wystarczające będzie zastosowanie długości retrakcji w okolicach 1,5 mm. Dokonaj próbnego wydruku i jeżeli pomiędzy jego oddalonymi wierzchołkami/wysepkami wciąż występują niteczki i zacieki, powtórz go zwiększając długość retrakcji np. 0,2-0,3 mm. Postępuj tak do momentu wyeliminowania widocznych niedoskonałości wydruku.
Jeżeli zwiększanie długości retrakcji nie przynosi pożądanych skutków, przejdź do zwiększania jej prędkości.
Prędkość retrakcji to parametr odpowiedzialny za tempo z jakim podciągnięta z głowicy zostanie zadana (omówiona powyżej) długość filamentu. Podobnie jak to miało miejsce w przypadku długości, zalecany zakres prędkości retrakcji jest podawany przez producenta danego materiału.
Odczytaj podany przez producenta filamentu zakres prędkości retrakcji i ustaw go w średnim pułapie, np. jeżeli producent informuje o przedziale 20-45 mm/s, przetestuj najpierw wartość 30 mm/s. Jeżeli zwiększanie długości retrakcji nie przynosiło efektów i wydruki wciąż były zanieczyszczane, zwiększ prędkość retrakcji o 5 mm/s i wykonaj wydruk testowy. Poprawa estetyki wydruku będzie oznaczała, że musisz ponowić test zwiększając prędkość retrakcji o kolejne 5 mm/s. Powtarzaj proces do momentu uzyskania zadowalającego efektu.
Regulacja długości i prędkości retrakcji nie zawsze całkowicie rozwiąże problem wyciekającego w niekontrolowany sposób filamentu. Jeżeli oba wspomniane parametry są już w swoich górnych granicznych wartościach, a wydruki wciąż pozostają zanieczyszczone, oznacza to, że powodów takiego stanu rzeczy należy upatrywać gdzie indziej, np. w zbyt wysokiej temperaturze dyszy wylotowej drukarki.
Jak zostało omówione w punkcie 3. i 4. niniejszego opracowania, druk 3D w technologii FDM dzięki korzystaniu ze zjawisk nawisu (overhang) i mostu (bridge), umożliwia tworzenie modeli zawierających rozpostarte w powietrzu niewielkie fragmenty powierzchni i nie będą one ulegały zapadaniu. Aby drukować modele, w których znacznie większe ich części będą drukowane niejako w powietrzu, niezbędne jest korzystanie ze struktur podporowych (supports).
Struktury podporowe mają za zadanie podtrzymywać powierzchnie drukowanego modelu tam, gdzie bez ich pomocy uległyby one zapadnięciu z powodu grawitacji. Mogą być budowane od początku wydruku wprost z powierzchni stołu roboczego lub wzrastać z innych części modelu.
Rozgraniczyć należy dwa podstawowe rodzaje struktur podporowych:
Proces tworzenia struktur podporowych przebiega w głównej mierze automatycznie w obrębie zadanych w oprogramowaniu tnącym parametrów. Po włączeniu opcji generowania podpór, aplikacja samoistnie przeanalizuje model i doda je tam, gdzie istnieje taka potrzeba.
Korzystając z opcji automatycznego generowania struktur podporowych, kontroluj ich kształt i właściwości przede wszystkim za pomocą parametrów takich jak:
Błędnie skonfigurowane tworzenie struktur podporowych będzie skutkowało ich zbyt dużą trwałością (późniejsze ich wyłamanie może być niezwykle trudne lub niemożliwe bez szkody dla właściwego modelu) albo trwałością zbyt małą, a w konsekwencji niewłaściwym podpieraniem nawisów i mostów, co może prowadzić do ich stopniowych degradacji i uszkodzeń w trakcie druku.
Drukarki 3D (FDM) wyposażone w kilka głowic drukujących, kilka ekstruderów lub zewnętrzne moduły automatycznie zmieniające filament w trakcie druku, umożliwiają tworzenie wydruków wielokolorowych, w których nawet obiekty znajdujące się na tej samej wysokości, będą posiadały inny kolor powierzchni.
Możliwe jest jednak uzyskanie wydruku wielokolorowego nawet w przypadku drukarek posiadających tylko jedną głowicę drukującą i jeden ekstruder bez stosowania zewnętrznych modułów wymieniających filament w trakcie druku. Aby osiągnąć ten efekt należy wykorzystać funkcję oprogramowania tnącego, jaką jest “zmiana koloru” będąca w praktyce zastosowaniem komendy M600 w pliku g-code.
Komenda / funkcja M600 (zmiana koloru) umożliwia zmianę filamentu pomiędzy warstwami wydruku, a nie w trakcie drukowania konkretnej warstwy. Oznacza to, że wszystkie obrysy znajdujące się na tej samej wysokości, będą drukowane tym samym materiałem/kolorem. Nie jest więc możliwe wydrukowanie w ten sposób kilku ustawionych obok siebie obiektów tak, aby w całości różniły się od siebie kolorem.
Zastosowanie funkcji zmiany koloru (komendy M600) na konkretnej wysokości modelu spowoduje zatrzymanie procesu druku i oczekiwanie drukarki na usunięcie z ekstrudera obecnego filamentu, a następnie załadowanie kolejnego. Po takiej wymianie, drukarka będzie kontynuowała wydruk rozpoczynając kolejną warstwę już za pomocą nowego materiału. Funkcja zmiany koloru może być stosowana wielokrotnie w ramach jednego wydruku.
Omawiana funkcjonalność jest szczególnie przydatna w przypadku wydruków funkcjonalnych pod kątem osób słabowidzących. Przygotowując w oprogramowaniu tnącym model z płaską górną powierzchnią, zawierającą nadruk będący objaśnieniem treści czy schematem, skorzystaj z funkcji zmiany filamentu na wysokości pierwszej warstwy owego nadruku. Zestawiając ze sobą dwa kontrastowe kolory, poprawisz w łatwy sposób funkcjonalność finalnego wydruku, a nawet zwiększysz jego walory estetyczne.
Korzystając z funkcji wymiany filamentu i dokonując zmiany nie tylko jego koloru, ale np. zmiany producenta materiału, albo wręcz jego typu, uwzględnij tę różnicę w parametrach druku. Mowa przede wszystkim o parametrach temperaturowych. Zwiększ lub zmniejsz temperaturę dyszy zgodnie z wymaganiami nowo założonego filamentu.
Tworząc wydruk w którym zestawisz ze sobą dwa różne typy filamentów, np. PLA i ABS, upewnij się najpierw za pomocą testów, że adhezja pomiędzy nimi jest wystarczająca i model po wydrukowaniu, albo jeszcze w jego trakcie, nie ulegnie rozpadowi.
jest portalem, który ma na celu zwiększanie świadomości na temat dostępności, poprzez popularyzację wypracowanych przez Uniwersytet Warszawski rozwiązań, likwidujących bariery w studiowaniu i pracy osób z niepełnosprawnościami i/lub specjalnymi potrzebami edukacyjnymi.
CEWIS
jest serwisem zawierającym materiały szkoleniowe (m.in. filmy, artykuły), akty prawne i przykłady dobrych praktyk.
informacje i porady pomagające w samodzielnym wykonywaniu wydruków, oraz rozwijające wiedzę w tym zakresie. Zawarliśmy wskazówki ułatwiające także samodzielne...
KategoriainnowacjeW Laboratorium map i modeli dotykowych utworzyliśmy makietę Tatr Polskich w technologii druku 3D. Ten innowacyjny projekt umożliwia poznanie Polskich Tatr...
KategoriawiedzaNa wystawie technologicznej Reha For the Blind zaprezentowano szereg innowacyjnych urządzeń dla osób niewidomych i słabowidzących.
Projekt Uniwersytet dla wszystkich - Level up to udoskonalenie istniejących i wypracowanie nowatorskich rozwiązań na rzecz zwiększenia dostępności kształcenia osób z niepełnosprawnościami na Uniwersytecie Warszawskim.
Czytaj więcejoLevel Up