为什么要设置线宽 > 喷嘴直径?

3D打印 ultimaker-cura 切片 喷嘴 知识库
2021-04-27 01:28:07

我最近对 ​​Cura 中的线宽设置感到好奇,以及为什么如果他们不使用不同尺寸的喷嘴可能会改变它。

自从我拿到 Ender 3 以来,我一直保持线宽等于我的喷嘴尺寸(0.4 毫米)。环顾四周,似乎大多数人实际上将他们的线宽设置得更高,这取决于您在 120 - 150 % 喷嘴直径的任何地方询问的对象。

为什么是这样?他们提到它有助于印刷附着力,但为什么呢?0.4 毫米喷嘴不应该创建一条 0.4 毫米宽的塑料线,需要 0.4 毫米的线间距吗?

4个回答

有几件事情在起作用,可以使更宽的线条变得更好:

第一层附着力

由于某些细丝很难将第一条线或第一层粘在床上,因此只需增加线宽即可轻松解决,从而产生更大的粘合力 FaA(l,w),其中 A 是线所覆盖的面积,因此简单地 A=lw线的长度为 l 和宽度为 w。因此,更宽的线意味着更好的初始附着力,并且可以减少第 1 层中的失败打印。

塑料胶

塑料在受热时会以某些方式表现:它们会变成一种会膨胀的粘性物质。这也是打印件在冷却时会收缩一点的原因。现在,如果我们第一次用更大的力将塑料压在床上(因为我们迫使更多的塑料通过,从 0.4 毫米到 0.5 毫米),我们有一个大致平坦的区域。额外的灯丝将使线条更宽。切片机可以解释这一点,并且确实如此。

现在,下一层:额外的材料现在去哪儿了?塑料粘液有一个非常有趣的特性:它试图尽可能地收缩其表面。用气枪加热一小块,它会变小。但另一方面,它从喷嘴出来的温度足以熔化已经构建的层的微小表面积,这就是层粘合首先的工作原理。但是我们粘糊糊的塑料发现下面的层不像第一层发现它的下表面那样完全平坦,它发现了山脊和山谷的形状。考虑到它希望有最少的非塑料表面(=空气)并与印刷品略微交叉结合,它将填充内部的这些角落和缝隙印刷品稍微好一点,因为我们用来推出它的力增加也增加了它向它们扩展的速度:我们减少了一点点到达那里的时间。这有什么关系?

3D 打印件的热图像

好吧,大致来说,传热基于这样的公式: Q=mcΔTQ 是物体的热能,m 是物体的质量,c 是它的比热容,T 是温度,ΔT 是温度变化。但是我们没有同质的物体,我们得到的热量分布几乎是不同热量的接触区。物体内部传热的实际公式是一大堆包含梯度之类的东西gradT、热导率和积分,但重要的是结果:与较不强力的挤压线相比,快速膨胀的灯丝线向其周围环境损失的热能要少一些,这可以增加两者之间的结合,因为温度在几个战线:

  • 它在从粘性恢复为固体之前进一步进入裂缝,从而为更多表面提供更好的附着力。
  • 它含有更多的热能,可以并且将会传递到下面的层,并且具有更大的表面积,因此它可以稍微增加重熔区域的厚度,稍微增加层的结合强度。

但是,这可能会导致一个问题:如果您没有给印刷线足够的时间来冷却,它会导致材料积聚越来越多的热量,从而导致整个物体熔化并变成粘稠物。解决这个问题的一个简单方法是最小层时间。但这只会与原始问题无关,因此请查看此处的问题或上面的热图像取自此处的视频

0.4 毫米喷嘴不应该产生一条 0.4 毫米宽的塑料线吗

不必要。由于通过 0.4 毫米喷嘴挤出塑料的模胀现象,所产生的塑料线实际上略宽。挤出机内部的压力会轻微压缩塑料,并在存在喷嘴时再次膨胀。

他们提到它有助于印刷附着力,但为什么呢?

当您挤出比喷嘴直径更粗的塑料线时,“多余”的塑料会被喷嘴压缩并被挤出到侧面。这会将塑料推入下面的层中,从而增加附着力。您可以将其比作使用热胶枪,将尖端压入表面并扣动扳机,而不是将胶枪抬到表面上方并让胶水滴到表面上。做前者会产生更强的附着力。

作为副作用,使用较粗的线条可以更容易地粘住第一层,因为较粗的线条有更多的表面积可以粘附。

有几个尚未提及的考虑因素:

给定相同的移动速度,较粗的线条会更快地填充一层,因为每秒挤出的体积更多。在某些系统中,挤出流量是速度的限制因素,但在拐角处,打印头需要放慢速度。更粗的线条 = 更少的线条 = 更少的角落 = 更少的减速 = 更高的打印速度。

但是,较粗的线条具有较少的细节。一条 0.6 毫米的线不能代表比这更小的细节,因此较小的线宽可以更好地捕捉输入几何图形。角也会以相同的距离变圆,所以更粗的线 = 更圆的角。

较粗的线条会产生更严重的悬垂。较粗的线条需要来自喷嘴的更多压力,如果下面的层(部分)缺少来自前一层的背压,则会导致过度拉伸,这也更有可能向下而不是向两侧移动。

不过,较高的压力会迫使线条进入下面层的小裂缝。Trish 已经强调了这一点。

Cura 用于单线的模型是矩形的,而实际上印刷线的侧面是圆形的。这使得从一侧到另一侧的完整延伸的宽度大于计算值,代价是矩形模型的角。这意味着线宽设置应该比您希望线最终的样子略小。

我会在这里做一个简短的回答:是音量。喷嘴将塑料的体积重新分配成不同的形状。即喷嘴正在将直径为 0.4 毫米的圆柱体变成相同体积的矩形,这是层高 / 体积 = 线宽的函数。