Perché è convenzionale impostare la larghezza della linea> diametro dell'ugello?


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Di recente mi sono incuriosito sull'impostazione della larghezza della linea in Cura e sul perché uno potrebbe cambiarlo se non usano ugelli di dimensioni diverse.

Da quando ho ottenuto il mio Ender 3, ho sempre mantenuto la larghezza della linea uguale alla dimensione del mio ugello ( 0,4 mm ). Mi sono guardato un po 'in giro , e sembra che la maggior parte delle persone abbia effettivamente impostato una larghezza della linea più alta, a seconda di chi chiedi ovunque dal 120 al 150% di diametro dell'ugello.

Perchè è questo? Dicono che aiuta con l'adesione alla stampa, ma perché? Un ugello da 0,4 mm non dovrebbe creare una linea di plastica larga 0,4 mm, che richiede una spaziatura di 0,4 mm?

Risposte:


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Ci sono molte cose in gioco che possono rendere piacevole una linea più ampia:

Adesione del primo strato

A causa del fatto che alcuni filamenti hanno gravi difficoltà ad attaccare la prima linea o strato al letto, può essere una soluzione semplice aumentare semplicemente la larghezza della linea, generando una forza adesiva più grande , dove A è l'area coperta dalla linea e quindi semplicemente con lunghezza le larghezza w della linea. Pertanto, una linea più ampia significa una migliore adesione iniziale e può portare a stampe meno difettose nel livello 1.FaA(l,w)A=lw

Goo di plastica

Le materie plastiche sotto calore si comportano in certi modi: si trasformano in una sostanza appiccicosa che si espande. Questo è anche il motivo per cui le stampe si restringono leggermente mentre si raffreddano. Ora, se premiamo la plastica sul letto con più forza (mentre forziamo più plastica attraverso di prima per passare da 0,4 mm a 0,5 mm) per la prima volta, abbiamo un'area approssimativamente piatta. Il filamento extra farà una linea più ampia. L'affettatrice può spiegarlo e lo fa.

Ora, al prossimo livello: dove va il materiale extra adesso? La sostanza appiccicosa di plastica ha una proprietà molto interessante: cerca di ridurne il più possibile la superficie. Riscalda un pezzo corto con un fucile ad aria compressa e diventa un po 'perlato. D'altra parte, dall'ugello arriva abbastanza caldo da fondere una minuscola superficie degli strati già costruiti, ed è in questo modo che il legame tra strati funziona in primo luogo. Ma la nostra plastica goopy trova lo strato sottostante non esattamente piatto come il primo strato ha trovato la sua superficie inferiore, trova una forma di creste e valle. Tenendo conto del fatto che vuole avere la minima superficie da non plastica (= aria) e incrociare leggermente i legami con la stampa, riempirà questi angoli e fessure all'internola stampa è leggermente migliore, poiché la maggiore forza che utilizziamo per espellerla ha anche aumentato la velocità con cui si espande a loro: riduciamo il tempo un po 'per raggiungerlo. Che importanza ha?

un'immagine termica di una stampa 3D

Bene, le basi del trasferimento di calore, approssimativamente parlando, su una formula come questa: Q è l'energia termica dell'oggetto, m la massa dell'oggetto, c la sua capacità termica specifica e T la temperatura, ΔT la temperatura modificare. Ma non abbiamo un oggetto omogeneo, abbiamo praticamente una distribuzione del calore con zone toccanti di calore diverso. La formula effettiva per il trasferimento di calore all'interno dell'oggetto è un lungo pasticcio contenente elementi come il gradiente , conducibilità termiche e integrali, ma ciò che conta è il risultato: la linea di filamento ad espansione più rapida perde un po 'meno energia termica all'ambiente circostante rispetto alla linea estrusa meno potente, che può aumentare il legame tra i due come la temperatura su più fronti:Q=mcΔTgradT

  • entra ulteriormente nelle fessure prima di passare dalla sostanza appiccicosa al solido, portando ad una migliore adesione per più superficie.
  • contiene più energia termica che può e verrà trasmessa allo strato sottostante e ha una superficie maggiore, quindi può aumentare leggermente lo spessore della zona che viene rifuso un po ', aumentando un po' la forza di adesione dello strato.

Ciò può comportare un problema: se non si concede alle linee stampate abbastanza tempo per raffreddarsi, può portare il materiale ad accumulare calore sempre di più, portando il tutto a sciogliersi e trasformarsi in goop. Una soluzione semplice a questo problema laterale è il tempo minimo di livello. Ma questo sarebbe solo tangenziale alla domanda originale, quindi guarda ad esempio la domanda qui o il video che la foto termica sopra è presa da qui .


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Grazie per la risposta incredibilmente dettagliata, @Trish. Questa è una spiegazione più di quanto avrei mai potuto sperare.
ifconfig,

Risposta molto bella. Ho sempre impostato la larghezza di estrusione al 110% del diametro dell'ugello, anche quando si stampano argille e gel.
Davo,

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Un ugello da 0,4 mm non dovrebbe creare una linea di plastica larga 0,4 mm

Non necessariamente. A causa di un fenomeno noto come rigonfiamento dello stampo che espelle la plastica attraverso un ugello da 0,4 mm, la linea di plastica creata è in realtà leggermente più ampia. La pressione all'interno dell'estrusore comprime leggermente la plastica e si espande nuovamente quando esiste l'ugello.

Dicono che aiuta con l'adesione alla stampa, ma perché?

Quando estrudi una linea di plastica più spessa del diametro del tuo ugello, la plastica "in eccesso" viene compressa dall'ugello e costretta a fuoriuscire lateralmente. Questo spinge la plastica nello strato sottostante, aumentando l'adesione. Puoi paragonarlo a prendere una pistola per colla a caldo, premere la punta sulla superficie e premere il grilletto, anziché sollevare la pistola per colla sopra la superficie e lasciare che la colla goccioli sulla superficie. Fare il primo crea un'adesione molto più forte.

Come effetto collaterale, l'uso di linee più spesse semplifica l'adesione del primo strato, poiché la linea più spessa ha più superficie su cui aderire.


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@TomvanderZanden Una domanda che si apre è cosa sarebbe meglio, aumentare la larghezza della linea o il moltiplicatore di estrusione, ma immagino che sarebbe una domanda completamente nuova?
0scar

@ 0scar sì, anche questo mi viene in mente.
ifconfig,


Ultimaker Cura imposta automaticamente l'estrusione del mio UM3E su 0,35 mm per un ugello da 0,4 mm. Quindi, sebbene le persone tendano ad aumentare la larghezza della linea, il software la diminuisce.
0scar

@ 0scar Questa è una novità per me. Simplify3D fa il contrario. Sarebbe interessante sapere perché Ultimaker fa questo.
Tom van der Zanden,

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Esistono diverse considerazioni non ancora menzionate:

Data la stessa velocità di movimento, le linee più spesse riempiono uno strato più velocemente, poiché viene estruso più volume al secondo. In alcuni sistemi il flusso di estrusione è il fattore limitante per la velocità, ma dietro gli angoli la testina di stampa deve rallentare. Linee più spesse = meno linee = meno angoli = meno rallentamento = maggiore velocità di stampa.

Le linee più spesse hanno meno dettagli, però. Una linea di 0,6 mm non può rappresentare dettagli più piccoli di così, quindi spessori di linea più piccoli catturano meglio la geometria di input. Anche gli angoli verranno arrotondati della stessa distanza, quindi le linee più spesse = angoli più arrotondati.

Le linee più spesse creano una sporgenza peggiore. Le linee più spesse richiedono una maggiore pressione dall'ugello e se lo strato sottostante manca (in parte) della contropressione dello strato precedente è inferiore, il che si traduce in una sovraestensione, che quindi con maggiore probabilità andrà verso il basso anziché verso i lati.

Tuttavia, la pressione più elevata può forzare le linee in piccole fessure dello strato sottostante. Ciò è stato già evidenziato da Trish.

Il modello che Cura utilizza per una singola linea è rettangolare, mentre in realtà le linee stampate sono arrotondate sui lati. Questo rende la larghezza dell'intera estensione da un lato all'altro più grande di quella calcolata, a scapito degli angoli del modello rettangolare. Ciò significa che l'impostazione della larghezza della linea deve essere leggermente più piccola di come si desidera che le linee finiscano.


Esiste un riferimento per Ultimaker Cura che utilizza un modello a linea rettangolare? Questo sembra molto insolito, ad esempio Slic3r utilizza un rettangolo e 2 semicerchi, per Ultimaker Cura è previsto un modello simile.
0scar

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Puoi citarmi su di esso. Ho scritto la maggior parte di CuraEngine.
Tim Kuipers,

Bene, prenderò la tua parola per questo, ma per favore link al manuale CuraEngine se puoi. Grazie per l'informazione, molto apprezzato!
0scar

Non è nel manuale Cura (ancora). È nel manuale di slic3r?
Tim Kuipers,

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Darò una breve risposta qui: è il volume. L'ugello ridistribuisce il volume della plastica in una forma diversa. cioè l'ugello sta trasformando un cilindro di 0,4 mm di diametro in un rettangolo dello stesso volume, che ha una funzione dell'altezza / volume dello strato = larghezza della linea.


non è in realtà un rettangolo ma un oggetto appiattito costituito da 2 semicerchi di diametro h e un rettangolo di breve lunghezza h tra di essi. La larghezza della linea è questa larghezza delle cose. Ma non spieghi perché sia ​​affatto convenzionale
Trish, il

Perché ciò che è convenzionale?
user77232,

OP ha detto: "Mi sono guardato un po 'in giro, e sembra che la maggior parte delle persone abbia effettivamente impostato la larghezza della linea in modo che sia più alta, a seconda di chi si chiede ovunque dal 120 al 150% di diametro dell'ugello".
Trish,

Sì, e poi l'OP ha chiesto perché fosse così. Le risposte precedenti non riguardavano la preoccupazione volumetrica. Hai mai fatto un buco in un barattolo di vernice e poi tracciato una linea con esso? come mai la larghezza della linea dipinta non è uguale al diametro del foro?
user77232

Hmmm, sembra che potresti essere su qualcosa qui mentre ti stai avvicinando alla domanda da un angolo diverso da tutti gli altri ... se potessi riordinare la tua risposta e includere il commento sulla vernice [insieme a una spiegazione / diagramma di cosa succede - no, non l'ho mai fatto, ma sarei interessato a vedere cosa succede :-) (immagino che la linea sia larga rispetto al diametro?)] , ti darei un voto positivo.
Greenonline
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