Еще раз про влияние отката при печати

Все знают про откат, но мало кто понимает с чего начать чтобы правильно им управлять.

Теории рассказано вагон и маленькая тележка, но я повторюсь еще раз, возможно история рассказанная иначе будет понятнее.

Для начала, в принципе следует различать 'сопли' и облой на пластиковой детали.

'Сопли' это когда тянется за соплом нить пластика при перемещении головы от одной детали до другой.

Облой - это когда сопло подходит к соседней детали с висящей каплей пластика и об край детали эту каплю снимает. Облой начинает расти в сторону от детали, навстречу движению соплу.Откат, он же ретракт, позволяет избавится от соплей.

Скорость пустого перемещения головы помогает уменьшить облой.

Физика процесса вытекания пластика из остановленного экструдера примерно такая. Когда пластик попадает в термобарьер и сопло он начинает, во-первых, при тепловом возде1йствии раcширяться, во-вторых, переходит в новое агрегатное состояние - расплав, и это компактности ему тоже не придает. Мало того, при длительном пребывании в области высокого нагрева, этот расплав может претерпевать и некие химические трансформации, начинается термическая деструкция, длинные молекулы и красителей и самого материала могут начать разделяться на более мелкие что тоже приводит к изменению объема расплава. Итог такой: это очень горячий пластик у которого силы поверхностного натяжения недостаточны чтобы удерживать его внутри хотенда, потому при остановке экструзии, пластик будет выдавливаться из экструдера даже в невесомости.

В принципе, основные действующие силы следующие:

1. Давление самого пластика из-за термического расширения, уменьшается со временем.

2. Сила тяжести.

3. Эффект бернулли при включенном обдуве. Если включен обдув, то давление воздуха в районе сопла ниже, чем в районе захода нити в экструдер. Если обдув мощный (у нас на mz3d-256 стоит хорошая турбина) то и атмосферное давление довольно быстро (за десяток секунд) выдавит весь пластик даже из сопла типа вулкан.

Для экструдеров типа 'боуден', когда мотор податчика находится вне головы, добавляется еще амортизация трубки подачи пластика, .

Теоретически действие силы тяжести можно скомпенсировать положив принтер на бок, влияние обдува можно устранить выключив обдув, но вот термическое расширение убрать в разумное время нельзя (так же как и амортизацию трубки в боудене), потому на помощь приходит откат, он же ретракт.

Откат при пустом перемещении часть материала втягивает внутрь сопла. За откат отвечают два основных параметра, скорость отката и расстояние отката. Вот эти параметры в слайсере Cura.Расстояние отката - это фактически объем пластика который будет втянут внутрь сопла. Внутри сопла получится пустое пространство которое должно скомпенсировать увеличение объема пластика в результате нагрева. Скорость отката влияет в том смысле, что она не должна быть очень высокой. Мотор экструдера тянет за твердую нить пластика, и она должна за собой суметь увлечь расплав. Если дернуть слишком быстро, то нить просто оторвется от расплава и никакого втягивания пластика внутрь сопла не будет, мало того, может образоваться воздушная пробка. Потому тянуть нужно не слишком быстро. Типичные скорости отката 20-40мм/сек.

Расстояние отката, в принципе, подбирается экспериментально. Главное что бы сопло успело переместится к новому месту печати до того, как пластик начнет выдавливаться наружу. Главное отличие возникает при разных типах экструдеров, на экструдерах типа 'директ' достаточно отката в 1-1.5мм, на экструдерах типа 'боуден' из-за длинной трубки подачи пластика после мотора, для снятие растяжения самой трубки требуется откат существенно больший, где-то 3-5мм.

В дополнительных параметрах слайсера Cura есть еще настройки отката Для чего они нужны. Есть следующая проблема: на хрупких и деформируемых пластиках, если прижимным винтом настроен сильный прижим пластиковой нити к подающей шестерне (если вообще его настраивали и можно его настроить), то шестерня может перемолоть нить из-за частых откатов в одном месте и закусить её, что приведет к остановке печати. Особенно сильно это заметно на принтерах с экструдером типа боуден, из-за большого расстояния отката.

Для борьбы с закусыванием нити есть две опции 'минимальное перемещение' и 'Минимальное выдавливание перед откатом.'

Пункт 'минимальное перемещение' указывает какое расстояние должно пройти сопло при печати, чтобы включился откат. Этот пункт предотвращает слишком частые откаты если у модели есть области с маленькой площадью печати. В принципе, для экструдера типа 'директ' если прижим нормальный, можно ставить любое значение.

Пункт 'минимальное выдавливание перед откатом', минимальная подача материала необходимая для включения отката. Если это количество не выдавилось, откат не произойдёт. Опять же, опция нужна чтобы не делать откаты практически на одном месте нити, приводящие к повреждению нити пластика подающей шестерней экструдера.

Настройка 'Обход' - отвечает за перемещение сопла внутри модели между моделями. Чтобы минимизировать откаты и минимально повреждать поверхность модели хорошо бы заставить сопло перемещаться внутри контуров модели. Если обход выключен, принтер будет перемещать сопло от начальной до конечной точки напрямую и всегда с откатом.

Опция 'Подъем по оси Z' нужна для компенсации нелинейности перемещения головы по горизонтали у дельта принтеров.

Рассмотрим простейшее практическое влияние. Полноценное исследование всех опций делать бессмысленно, потому что у каждого пластика и каждого принтера и даже каждого сопла свои характеристики.

Для теста хорошо бы взять нечто ажурное, типа Эйфелевой башни, но больно она здоровая, и попадается мне на глаза отличная моделька браслета, http://www.thingiverse.com/thing:57823Засовываю её в Cura, уменьшаю в два раза (масштаб 0.5), получаю не браслет а кольцо.Начинаю печатать, сопло 0.3мм, толщина слоя 0.1мм, пластик ABS, откат меняю по очереди 0.0мм, 0.1мм, 0.2мм, 0.3мм. На 0.3мм получаю вполне приличное качество без облоя.

Фотография слева на право 0.0мм, 0.1мм, 0.2мм, 0.3мм.