我可以设置图层高度的具体程度如何?

3D打印 层高
2021-05-12 10:51:38

在选择层高时,我知道通常您会尽可能地精细,以提高精度,但有时为了速度,您会做得更厚一些。

我也将 0.1 毫米和 0.2 毫米视为常见的厚度。

我在这里有哪些选择?当我正在处理要打印草稿件的零件时,如果质量不那么重要,我可以将其设置为 0.15 毫米吗?0.11 毫米?我通常使用的 Ultimaker Cura 切片机几乎可以让我放入任何东西,但它真的能做什么?如果我可以在简单的 0.1 毫米增量之间使用值,我是否有理由这样做?

作为参考,我有一个带有 0.4 毫米喷嘴的 Monoprice Maker Select Plus 和 Ultimaker Cura 作为切片机。但也鼓励对其他打印机类型和切片机提供更一般的答案。我想大致了解这一点,而不仅仅是针对一台打印机。

4个回答

理论上,层高可以是任何值,只要它符合以下范围:

  • Z轴电机至少需要一步才能在物理上可行
  • 它应该最大为喷嘴直径的 3/4 以创建粘合表面

在实践中,由于挤出系统的物理限制,层高的最低设置约为 0.05 毫米。

此外,不是任何数字都是可能的,它取决于Z轴系统:由于步进或半步是步进器可以实现的最小旋转,因此属于此部分旋转的升幅是一个和下一个层高可以在一起。不过,步长限制通常无关紧要,除非一个非常陡峭的导螺杆。

根据经验:将层厚加倍会导致几乎一半的打印时间。0.1、0.2 和 0.3 毫米很常见,因为它们可以使用卡尺轻松检查 Z 轴上的打印精度。

您可以根据所需的质量决定所需的层高,但不要超过喷嘴直径的 75%,因此对于 0.4 毫米喷嘴,不要选择大于 0.3 毫米的层高。这条经验法则的基本原理是灯丝作为管子离开喷嘴,需要压平以使其粘附在前一层。

  1. 层越厚,层间接触区的数量越少(这是一个弱点),零件的强度就越高。
  2. 为了获得良好的层间附着力,层的厚度不应超过喷嘴直径的一半(这是纯几何形状)。推荐值为 0.8 * 0.5 * D。
  3. 有一种观点认为,层的厚度应该是 Z 爬升到一个完整的发动机步长的高度的倍数(以避免累积误差)。

因此,对于步进为 1.8 度的发动机和每转步进为 8 毫米的螺钉(Z 轴的最常见配置),层厚必须是 0.04 毫米的倍数。对于直径为 0.4 mm 的喷嘴,建议层厚为 0.16 mm,最大有效值为 0.2 mm。

让我们从用于移动 z 轴的步进电机开始。大多数打印机使用 Nema-17 电机,大多数 Nema-17 电机每步旋转 1.8°对于不使用 1.8° 的电机,几乎所有的电机都是 0.9°,因此假设 1.8° 对我们大多数人来说是相当安全的(如果您有一个 .9° 的电机并错误地假设为 1.8°,则电机只会采取两步而不是一步)。

但是这些电机不会直接移动打印头或床。相反,他们会转动螺纹杆来提升或降低必要的部件。我们需要计算出每一步沿杆行进的线性距离。

有两种方法可以确定这一点。首先,我们可以查看杆上的螺纹,并考虑杆转一整圈时行进的线性距离。使用记号笔描线,然后测量距离。

或者,如果我们在螺纹和螺距方面检查杆的规格。大多数 3D 打印机使用 8 毫米杆,但看看我自己的打印机,这些不是标准的公制螺纹。实际上,不同的打印机之间的间距可能会有很大差异。2 毫米和 3 毫米螺距都很常见,杆上的螺纹数从 1 到 4 不等。要找到旋转的线性距离,您可以将螺纹乘以螺距。具有 1 个螺纹的 3 毫米螺距具有 3 毫米的线性距离。具有 4 个螺纹的 2 毫米节距具有 8 毫米的线性距离。

无论使用哪种方法,我们都知道一整圈 (360°) 的线性距离。但一步只移动其中的一小部分:1.8°。值得庆幸的是,结果是偶数:360/1.8 = 200。每转有 200 步。

现在我们知道足够的信息来计算步距。数学看起来是这样的:

StepDistance = (RodPitch*RodThreads) / 200 

例如,2 毫米螺距和 4 条螺纹产生以下表达式:

(2 * 4) / 200

最终结果是:

.04 mm per step

这些值很常见,但并不通用,因此您需要知道要为打印机插入哪些数字。

您还应该知道,许多步进电机可以走半步,甚至可以将单步分割多达 256 次如果您可以观察打印机从非常低到非常高的平滑移动,反之亦然,每一步都不会突然抖动,这就是它正在做的事情。这意味着您的打印机可能能够进行精确到 0.00015625 毫米的调整。在这一点上,我们处于纳米领域。我认为最好假设您的打印机在从一层移动到另一层时至少要走半步。

现在让我们看看将这个.04 mm per step应用到真正的打印机上。请记住:这只是一个示例,其中 0.04 毫米数字基于特定的杆类型。您需要知道特定 z 轴棒的值

假设您有一台打印机,其最小层高为 0.1 毫米,喷嘴为 0.4 毫米。考虑到 0.04 毫米的步长,实际上使用 0.12 毫米的层可能会做得更好,这是 0.04 毫米的精确倍数。但是,如果我们考虑半步,0.1 毫米就可以了。在范围的另一端,我们真的不想超过喷嘴宽度的 75%。那是 0.3 毫米。给定 0.04 毫米的步高,更好的最大值实际上是 0.28 毫米……但是,同样,考虑到半步,理论上我们可以选择精确的 0.3 毫米高度。

我想在这里带走的主要内容是当您正在寻找中间层高度时:0.1 毫米太慢,但 0.2 毫米太粗。最好以精确的半步向上提升图层。对于本示例,增量为 0.02 毫米。所以在 0.1 毫米之后,我们尝试 0.12 毫米,然后是 0.14 毫米,依此类推。更精细的调整是可能的,但这里有两个法则的力量在起作用,所以把事情分成两半,而不是除以 10。如果您用这种方式没有得到好的结果,请尝试假设完整的步长,层高从 0.12 毫米开始,然后到 0.16 毫米,依此类推。