Usare il moltiplicatore di estrusione non è come imbrogliare?

Una cosa che non ho mai capito è il cosiddetto Extrusion Multiplier (EM) o l' impostazione Flow in affettatrici come Simplify3D (S3D) o CURA.

La descrizione per questa impostazione dice ...

• S3D: moltiplicatore per tutti i movimenti di estrusione (...)
• CURA: la quantità di materiale estruso viene moltiplicata per questo valore. (...)

Ho sempre creduto che questo parametro fosse solo un brutto modo per correggere un errore di calcolo o una configurazione errata di base, perché usarlo sembra fare un calcolo, ottenere il risultato sbagliato e "correggerlo" in seguito da un moltiplicatore - non è barare ?

Ma, recentemente, ho pensato un po 'di più a questa impostazione, ora non ne sono più sicuro. Uno dei motivi principali è che S3D suggerisce valori diversi per l'EM, a seconda del tipo di plastica utilizzata, 0,9 per PLA e 1,0 per ABS .

Questo in qualche modo implica che esiste una proprietà fisica che giustifica l'EM, ma non riesco a pensarne uno perché 1 m alimentato porterebbe a 1 m estruso - non importa quale tipo di platics usato, giusto?

No, il moltiplicatore di portata o estrusione serve a compensare diversi materiali e intervalli di temperatura.

Da dove viene il fattore?

Diciamo che abbiamo calibrato il nostro ugello per lavorare a 200 ° C con PLA, quindi un'estrusione di 100 mm è corretta e vogliamo stampare l'ABS. L'ABS si comporta in modo diverso e si ottengono stampe errate. Che c'è? Bene, si comportano diversamente nel calore e stampano a temperature diverse. Una differenza evidente tra i due è il coefficiente di dilatazione termica.

Ora, ho dovuto sfogliare documenti di ricerca e schede tecniche / tecniche per il PLA, quindi prendi quello con un granello di sale. Ma possiamo confrontare chiaramente i vari coefficienti di dilatazione termica delle materie plastiche :

• PLA: $41 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$ ^{a TDS}
• ABS: $72 \to 108 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• Policarbonato: $65 \to 70 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• $80 \to 110 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$

Quelle sono solo tre materie plastiche scelte a caso che sono chiaramente stampabili. Se ne riscaldassimo un metro per un Kelvin, si espanderebbero di quella lunghezza (un paio di micron). Riscaldiamo i successivi tre materiali di stampa a circa 200-240 K a temperatura ambiente (~ 220-260 ° C), quindi ci aspettiamo che questi materiali si espandano nelle seguenti gamme:

• PLA: da 6,97 a 7,79 mm ⁽¹⁾
• ABS: da 14,4 a 25,92 mm ⁽²⁾
• Policarbonato: da 13 a 16,8 mm ⁽²⁾
• Poliammidi (nylon): da 16 a 26,4 mm ⁽²⁾

^{1 - usando 170 K e 190 K di differenza di temperatura per la sua normale gamma di temperature di stampa da ca 190 a 200 ° C
2 - prima: bassa espansione con aumento di 200 K, quindi alta espansione a 240 K}

Hai calibrato la tua stampante per uno di questi valori da qualche parte lì dentro. E ora ottieni un filamento diverso che ha un colore diverso e una miscela diversa o addirittura cambi da PLA ad ABS o passi da una marca all'altra - il risultato è: ottieni un coefficiente di espansione del calore diverso da qualche parte in quella gamma e hai quasi nessuna possibilità di saperlo. Il coefficiente di dilatazione termica, alla fine, ha un effetto sulla pressione nell'ugello e ciò sulla velocità con cui il materiale lascia l'ugello, il che influisce sul rigonfiamento e quindi sul comportamento generale di stampa.

Ricorda che l'espansione del calore non è l'unica cosa che sta accadendo nell'ugello. Altri grandi fattori sono ad esempio la viscosità del polimero alla sua temperatura di stampa, la sua comprimibilità (che dipende ad esempio dalla lunghezza della catena o dai riempitivi incorporati), la geometria dell'ugello, la lunghezza della zona di fusione ... giocano tutti un ruolo nel modo in cui esattamente la stampa viene fuori.

Possiamo riassumere tutti quelli in un tag generale "comportamento nell'ugello", e di conseguenza si ottengono moltiplicatori di flusso / estrusione molto diversi, come lo 0,9 per PLA / 1 per ABS in Simplify3D.

Altri fattori?

Ci sono anche altri fattori che svolgono un ruolo.

La distanza tra l'estrusore e la zona di fusione e il comportamento del filamento sono piuttosto evidenti: un filamento duttile può accumularsi in un tubo Bowden mentre in un azionamento diretto c'è molto meno spazio per quello.

L'estrusore può avere un'influenza a seconda della geometria dell'ingranaggio conduttore e di quanto morde nel filamento. La profondità della deformazione dipende nuovamente dalla durezza del filamento e dalla geometria dei denti. Tollo ha una grande spiegazione di come ciò abbia un effetto sulla necessità di modificare il moltiplicatore di estrusione.

guadagnando i fattori

La maggior parte di questi sono determinati da tentativi ed errori utilizzando un fattore 1 e componendo manualmente fino a quando non si ottiene la stampa corretta sulla macchina, quindi reinserendo quel fattore nel software.

Come nota a margine: Ultimaker Cura ha (nel suo database di filamenti) la possibilità di salvare le portate in ciascun filamento diverso, ma inizializza tutto con il 100% di default.

TL; DR

È un modo per adattarsi alla differenza relativa tra il comportamento dei filamenti (usando uno dei tuoi filamenti come calibrazione) e non barare.

Oltre alle risposte molto dettagliate sopra, vorrei ricordare che anche la durezza del filamento ha un ruolo.

La maggior parte degli alimentatori sono caricati a molla, quindi dipende dalla durezza del filamento in cui affondano i denti dell'ingranaggio conduttore. Quanto più profondamente affondano, tanto più piccolo diventa il diametro effettivo dell'ingranaggio conduttore.

Pertanto gli E-step / mm non sono gli stessi tra ABS (~ 100 shore D) e PLA (~ 83 shore D) .

Ciò porterebbe a un valore più elevato (di E-step / mm) necessario per PLA come per ABS, contrariamente ai valori indicati nell'OP (EM di 0,9 per PLA / EM di 1,0 per ABS), dove il moltiplicatore di estrusione è maggiore per ABS che per PLA.

È un modo per vederlo, immagino. Penso che un modo più accurato sia considerarlo una "calibrazione ad hoc" in cui ci si rende conto che la loro stampante non sta estrudendo abbastanza / troppo e l'EM regola il flusso per estrudere la quantità corretta.

Il calcolo sottostante, almeno quello principale, sarebbe rappresentato dai passi / mm impostati nel firmware. Se è spento, una soluzione è capire quanto è spento e cambiare l'EM in quello. La soluzione migliore è determinare i passi effettivi / mm e eseguire il flashing del firmware in modo che EM possa essere impostato su 1.

Per affrontare direttamente l'aspetto "barare o no". Ci sono molti altri parametri (gradini / mm, diametro nominale del filamento) che hanno un impatto equivalente diretto sul risultato finale (almeno ignorando piccoli effetti del 2 ° ordine come le distanze di retrazione).

Come purista, potresti sostenere che questi potrebbero essere tutti raggruppati in un singolo parametro di calibrazione nell'affettatrice, ed è uno spreco consentire all'utente di scegliere come gestire le differenze (ma questo non è un approccio UI molto moderno) .

Il motivo più chiaro per "consentire" l'uso del moltiplicatore di estrusione è che durante una stampa , il moltiplicatore di estrusione è un parametro che può spesso essere regolato al volo. Se si finisce per eseguire la calibrazione al volo, ha assolutamente senso trasferire questo parametro dalla macchina all'affettatrice piuttosto che eseguire calcoli extra per determinare un nuovo diametro nominale del filamento. Sarà probabilmente più facile ricordare una bobina specifica che richiede il 95%, anziché 1,7 nnn mm.

Il moltiplicatore di estrusione serve solo a compensare le quantità di flusso. Un materiale come il PLA è molto fluido a 190-200 ° C, quindi estrudere leggermente meno del 100% ridurrebbe gli zits sulla stampa, aumenterebbe leggermente la tolleranza, ridurrebbe le stringhe e ridurrebbe anche il rischio di calore. Materiali come l'ABS e il nylon non sono così liquidi a temperatura, quindi non richiedono alcuna modifica alla portata durante la stampa. La portata può anche essere regolata per migliorare i primi strati, anche se troppo può causare "piede di elefante", o troppo squish del primo strato, simile al fatto che il letto sia livellato troppo vicino.