תכנון הדפסה למתקדמים – תרגום שיעור מריצ'רפ

ריצ'רפ  (ריצארד הורן) בעל הבלוג המעולה על הדפסה בתלת מימד פרסם פוסט שקיבלתי את אישורו לתרגם כאן, אז הנה הוא כאן להנאתכם בעברית (אנחנו גם משתמשים בשיטה המתוארת כאן להדפסת תכשיטים של דנה ואובייקטים אחרים)

לפעמים יש צורך בשליטה גדולה יותר באופן בו מדפסת תלת המימד שלך רוצה להדפיס את המודל שלך. השיעור הזה מדגים איך לשנות ולשפר את עובי ההיקפים- perimeters, כדי לקבל הדפסות חזקות ויפות יותר.

ניתנות גם דוגמאות של GCode ומוסבר איך לבחור GCode בעל "מסלול הדפסה"- tool path 'טוב'

למטרת השיעור נשתמש ב Slic3r 1.1.7 אבל בכל הגרסאות האחרונות ניתן לשלוט בעובי ההיקפים באופן דומה.

Slic3rCuraSimply3DCraftware ותוכנות אחרות "חותכות" את המודל התלת מימדי שלנו ומתרגמות אותו לשכבות שכבות של GCode (הוראות אותן מדפסת תלת המימד שלנו יודעת להבין).

לכל מדפסת תלת מימד (FFF/FDM) שמשתמשת בחוט או filaments להדפסת מודל, מאוד חשוב איך נראה הוראות ה – gcode והסדר שלהן. התוכנות שיוצרות את ההוראות האלה (נקראות סלייסרים) מתפתחות ומתקדמות כל הזמן (אלגוריתמית ומבחינת UI) אך אף אחת מהן לא נותנת וכנראה גם לא תתן מענה עבור כל מודל ועבור כל מדפסת, בוודאי באופן אוטומטי.

השיעור הזה מגיע אחרי ניסיונות עם חומר הדפסה חדש בעל תכונות מיוחדות שגרמו ל oozing  - נזילות. ורצון להדפסה נקייה כיון שהמודל שנצרך היה גלגלי שיניים שהיו צריכים להתאים אחד לשני בצורה טובה. לאחר בחינת תוצאות ה Slicing האוטומטי היה ברור שנדרשת "קונפיגורציה ידנית".

החומר שאיתו הדפסתי הוא חומר שכרגע נמצא בשלבי ניסיון של ColorFabb, שילוב של קוולר ו PTFE שהוא כה חלקלק שהוא פשוט מחליק מה nozzle ויש לו נטייה לנזול. כיון שרציתי לבחון את ההתבלות שלו החלטתי להדפיס סט גלגלי שיניים. במקרה ו ColorFabb יחליטו לשחרר את החומר הזה לשוק, אז אני מציע להדפיס אותו בטמפ' של 155 מעלות צלזיוס ולעקוב אחרי שיעור זה כדי להימנע מנזילות ולקבל הדפסות נקיות ויפות.

כמעט תמיד אני מתבונן בתוצאות ה slicer  לפני שאני מדפיס בעזרתן, כדי להתבונן בהן אני משתמש ב Repetier-Host שמאפשרת לראות את הוראות ההדפסה בצורה ברורה עבור כל שכבה בנפרד וכן את תנועת ראש ההדפסה – האקסטרודר בסוף כל שכבה. זה יחד עם העובדה שהוא נותן הערכה לזמן ההדפסה הופך את הרפטייר לתוכנה מאוד שימושית.

בשיעור הזה אנחנו הולכים להשתמש בלשונית של Print Settings בחלק של המגדרות המתקדמות ראה מטה.

הערכים הדיפולטים של  Slic3r הם כאלה שאומרים לו להדפיס בעובי המחושב באופן אוטומטי (הערכים הם 0) ע"פ ערכים אחרים עבור כל האזורים חוץ מהשכבה הראשונה ועבור השכבה הראשונה הערך הוא פי 2 וזאת כדי לשפר אחיזה של ההדפסה ולפצות על מהירות ההדפסה האיטית בשכבה הראשונה עקב חשיבות השכבה הראשונה לטיב ההדפסה, יחד עם זאת גם פרמטרים אלו לשכבה הראשונה לא תמיד מתאימים לכל מודל – במיוחד במקרה ויש לו פרטים עדינים שאנחנו רוצים להבחין בהם כבר בשכבה הראשונה.

הנה רק דוגמא של ראשית gcode שנוצר באופן אוטומטי, כמובן שיהיה שונה ממה שתיצרו בעצמכם.

; 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

השיעור הזה מתמקד בperimeters  - היקפים, אבל הוא נכון לכל חלק ואזור הדפסה וההקבלה הנדרשת היא פשוטה, או במילים אחרות שינויים דומים עבור infill, top, bottom ואחרים יכולים להיעשות ולעיתים נדרשים כדי לשפר הדפסות תלת מימד.

למטרת השיעור הזה גודל ה nozzle  של המדפסת שלי הוא 0.58ממ וגובה שכבת ההדפסה שבחרתי הוא 0.2ממ, עוד קודם כווננתי את עובי השיחולextrusion  -  של ה top solid ושכבת ההדפסה הראשונה, השארתי את האחרים להקבע אוטומטית (ערך – 0).

 

הערך היחיד שנשנה הוא עובי השיחול extrusion  של ההיקפים כך שנראה באופן ברור את השפעתו על תכנון ההדפסה.

תוצאות תכנון ההדפסה שנקבעו באופן אוטומטי (ערך של 0.58מ"מ לעובי השיחול של ההיקפים) היו בעלות מילויים קטנים ופחות היקפים – perimeters ממה שרציתי.

Slic3r  והתוכנות האחרות מאפשרות שליטה בפרמטרים שונים ובעובי השיחול.

הנה תמונות שונות של תכנון ההדפסה עם ערך שונה לעובי השיחול של ההיקפים עבור אותה שכבה של אותו מודל.

אנליזה של ה gcode

slic3r לא תמיד עושה מה שמצפים ממנו ולכן כדאי לבחון מספר קונפיגורציות ותמיד כדאי לבחון לפני ששולחים להדפסה...

0.6מ"מ – כמעט מושלם, אך יש הבדל גדול בין ההיקף החיצוני להיקף הפנימי, דבר שיכול ליצור חולשה מבנית, לעיתים ניתן לתקן את זה באמצעות רמת ה infill

0.7מ"מ – הרבה מעברים, מילוי לא קונסיסטנטי, לא מוצלח.

0.8מ"מ – הרבה קפיצות והרבה מעברים, לא מוצלח.

0.82מ"מ – עדין הרבה מעברים אבל המילוי – infill  קונסיסטנטי וסימטרי.

0.84מ"מ – עדין יש מילוי בשיניים

0.86מ"מ – מושלם, מעט מעברים, ללא מילוי בשיניים, מילוי יפה וסימטרי

0.88מ"מ – שינוי קטן וכבר פחות טוב, מילוי לא אחיד.

0.9מ"מ – יצור מרווח בין ההקפים הפנימיים והחיצוניים – חלק חלש יותר מחלק שיודפס בעזרת הקוד שייוצר בערך של 0.86מ"מ

 

הגיר הקטן שהודפס באמצעות ערך של 0.86מ"מ עבור עובי האקסטרוזיה – שיחול של ההיקף

אל תניחו שתמיד כדאי להגדיל את גודל השיחול, לעיתים ערכים קטנים יתאימו יותר (בעיקר עבור אובייקטים גדולים. הסיבה שאני בד"כ בוחר להתחיל בחיפוש אחר ערכים גדולים יותר היא שככל שהערכים גדולים יותר זמן ההדפסה מתקצר.

דוגמא נוספת היא גלגל השיניים הגדול, שתכנון ההדפסה שניתן באופן אוטומטי (גדול שיחול של 0.58 מ"מ) היה מעולה אבל היה כך גם עבור גודל שיחול של 0.9מ"מ. ערכי הביניים לא היו כה טובים כפי שניתן לראות בתמונות הבאות:

עקב התכונות המיוחדות של החומר שמתרחב בתהליך ההדפסה,התכנון שנבע מגודל שיחול של 0.9מ"צ נבחר- פחות מעברים ומילוי מעגלי ושלם.

ראשית הדפסתי את מה שתוכנן באמצעות ערך של 0.82מ"מ – ניתן לראות את המרווח בין ההיקפים החיצוניים והפנימיים – מה שנתן קפיציות מסוימת למודל המודפס (מה שיכול להיות שימושי לאובייקטים לצרכים אחרים).

והנה הדפסה ב 0.58מ"מ ב PLA

וכן מבט מקרוב באמצע ההדפסה שמראה את החיבור היפה בין ההיקפים והמילוי.

מספר עצות וטיפים כללים  להדפסה בתלת מימד

ריצ'רפ (ואנחנו) בד"כ משתמשים בנוזלים בעלי דיזה – nozzle של 0.5מ"מ ו 0.6מ"מ ועובי שכבה של 0.2מ"מ

בעובי שכבות קטן ניתן להגדיר עובי קו (שיחול) קטן מעובי הדיזה אך אין זה מומלץ, בד"כ נהוג ערך של 1.5X קוטר חריר הדיזה.

ערכים מקובלים לדיזה בקוטר 0.5מ"מ לעובי שכבות הדפסה נעים בין 0.1מ"מ ל 0.4מ"מ אבל ניתן להדפיס גם בשכבות דקות יותר (ברוסטוק מקס שלנו הדפסנו לאחרונה אובייקט קטנטן עם דיזה של 0.5מ"מ ועובי שכבה של 30מיקרון)

ישנם חומרים שמבחינה אופטית יפיקו יתרון מכך שיודפסו בעובי שיחול שיהיה שווה פחות או יותר לעובי החריר בדיזה כמו TGlase  ו XT של ColorFabb

 לגבי עובי השיחול המקסימלי - כדאי לא לעבור עם עובי השיחול את הערך של 2.2X קוטר הדיזה - nozzle