Arc Welder vs Детализация STL

В комментах к предыдущей статье было затронута тема, что если деталь выгружена с высокой детализацией, то данный плагин не требуется и всё и так печатается гладко. Так что я решил разобраться и с этим.

Действительно, я выгружал STL из FreeCAD с детализацией, заданной по умолчанию, и думал, что она там не настраивается, т.к. не нашёл настроек для экспорта. Собственно, их в явном виде и нет, но есть два варианта, как эту детализацию изменить. Оба не совсем очевидные, но в принципе дают сходный результат – детализацией выгружаемого можно управлять. Каждый имеет свои плюсы и минусы, но сейчас на этом не буду заострять внимание.

Сначала сделал два цилиндра диаметром 30мм с максимальным отклонением 0,5% (значение по умолчанию) и 0,01%. Размеры STL-файлов получились 24кБ и 49кБ, соответственно.

Визуально эти STL-ки выглядят примерно так:

После слайсинга этих моделей в файлах получилось разное количество отрезков на окружность, 47 против 121, так что всё сходится и для дальнейших тестов годится.

Далее обработал оба этих файла плагином и тут выяснились особенности:

• Менее детальный файл не хочет обрабатываться с дефолтными настройками плагина, пришлось поднять разрешёное отклонение с 0,05 до 0,075. Это я уж выяснил в прошлой заметке.
• Более детальный файл нормально обрабатывается со стандартными настройками.

При этом заметно, что на более детальном файле (слева) дуг получились меньше по количеству. А дуги у менее детального к тому же перемежаются прямыми отрезками, которые не смогли стать частью ближайших отрезков дуг. Что в принципе логично, т.к. при повышении максимального отклонения, конец дуги уходит чуть дальше от истинного положения.

Следующим этапом я напечатал эти файлы и получился следующий результат:

Диаметр 30мм, скорость 120мм/сСлева: детализация 0,5%, по центру, детализация 0,01%, справа детализация 0,01% + AW  с отклонением 0,05.

Детализированный файл с отрезками действительно практически не отличается по внешнему виду от файла с дугами. При этом:

• При печати с сенсорного экрана показалось, что были подтормаживания. Не сказать, что сильные, но ранее я подобного не наблюдал. При печати дугами лагов также не наблюдалось.
• По звуку печати слышно, что на дугах движение происходит без ступенек. А даже на файле с высокой детализацией, эта ступенчатость слышна. И похоже ещё экструдер потрескивает. Попробовал такой же файл напечатать без LinearAdvance, но и там слышны эти потрескивания, то есть экструдер в любом случае отрабатывает все эти мелкие отрезки, а на дуге происходит равномерная подача пластика, даже с учетом того, что там по сути тоже какие-то прямые отрезки, которые выдала прошивка.
• Время печати детализированного файла с отрезками составило 10 минут 40 секунд, а файла с дугами – 9минут 20 секунд, то есть дуги на 12,5% сократили время печати как раз за счет того, что не нужно на каждом отрезке тормозить и разгоняться. Тут конечно кто-то скажет, что можно поднять джерки и ускорения и тогда этой разницы не станет, но это не на всех принтерах возможно, а дуги будут печататься одинаково на любом, где это разрешено в прошивке. К слову сказать, что печать менее детализированного файла составила те же 9:20, то есть как раз баланс разгонов-торможений совпал со скоростью печати дуг.

Уже когда все тесты провёл и почти написал статью, вышел стрим Соркина, где его заодно спросили и про ArcWelder. Он в рамках своей «Диванной аналитики» заявил, что применять этот плагин смысла нет, так как благодаря плагину дважды вносятся дополнительные искажения в деталь и поэтому её точность только ухудшается. Я лично точность деталей не замерял, но думаю, для технаря такого медийного уровня, тем более склонного к проведению тщательных тестов всего и вся, негоже бросаться такими утверждениями голословно. Вполне мог бы сделать подобные замеры и для деталей с ArcWelder и без и быть более объективным.

Например, необходимо учесть, что AW имеет настройку максимального отклонения, и в значении по умолчанию она 50 микрон, или, как написано в пояснении, это +- 25 микрон. Думаю, найти эту погрешность в 25 микрон даже Соркину будет сложно. А ведь эту настройку можно и уменьшить. Специально после этого стрима проверил - для детализированного цилиндра разрешение в плагине можно поставить 0,03 и даже 0,02. В обоих случаях он выдаёт процент замен более 95%. А это уже означает максимальное отклонение всего плюс-минус 10-15 микрон.

Выводы:

1. Визуально напечатанная деталь из STL-файла с большой детализацией практически не отличается от напечатанной дугами.
2. ArcWelder делает исполняемый файл меньше, заменяя серию команд с линейными отрезками на одну дугу. Соответственно, поток команд  получается не такой большой, и там, где из-за этого были проблемы с лагами, это может их убрать. Но это лучше пусть подтвердят или опровергнут те, у кого такое наблюдается часто.
3. Даже если детализированный файл печатается без лагов, то на каждый отрезок происходят разгоны и торможения. Это прерывистое движение достаточно хорошо слышно, особенно на больших скоростях. Если позволяет железо, то это можно скомпенсировать увеличением джерков и ускорений. В случае с печатью дуги, деление на отрезки происходит аппаратно, но при этом движение происходит более плавно, без заметного разделения на отрезки.
4. Если принтер не позволяет в достаточной мере увеличить джерки и ускорения, то печать детализированного файла отрезками выполняется дольше. При этом печать более детализированного файла будет всегда медленнее менее детального.
5. Для того, чтобы плагин работал точнее, ему лучше давать исходный файл, сделанный по STL-модели с высокой детализацией. При этом и максимальное отклонение можно уменьшать до 0,02..0,03, что даст бОльшую точность дуг.
6. В случае, если исходная модель имеет относительно небольшую детализацию, плагин выполняет замену на дуги менее 5% дуг и окружностей в файле. В этом случае можно увеличивать максимальное отклонение до 0,75. Более высокие отклонения тоже можно ставить, но производитель рекомендовал проверять сгенерированные детали визуально, всё ли устраивает. Единственная проблема - сложно контролировать сколько реально произошло замен, особенно если файл чуть посложнее, чем простой цилиндр, и особенно, если неизвестно, с какой детализацией был создан STL.