Кремень FMZ Реклама
Kremen FMHM Реклама

В поисках священного грааля или как найти максимальную скорость 3D печати.

sakkra2005
Идет загрузка
Загрузка
02.11.2021
12948
39
3D-печать

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

18

Как произвести быстрый тест производительности экструдера? Как найти максимальную скорость печати на FDM принтере? Какая скорость печати оптимальна? Как найти оптимальную скорость печати? Почему забивается горло экструдера, я же все собрал правильно? Как быстро печатать на 3D принтере? Почему мнется филамент в боудене? Почему экструдер грызет филамент?

О главном

За максимальную скорость печати на FDM принтере отвечают всего три параметра:

  • Технические характеристики принтера  - это насколько быстро он способен перемещать печатающий аппарат.  Их вы можете узнать из руководства пользователя, поэтому исследование механики здесь не рассматривается  - ваш принтер не сможет перемещать печатающую голову быстрее, чем  способен на это физически.
  • Производительность экструдера – способен ли экструдер плавить достаточное количество пластика, необходимого для построения линии заданной высоты и ширины при заданной скорости печати.  Это важный параметр, который зависит от конструкции нагревательного блока, стандартный E3D V6 плавит меньше пластика, чем VOLCANO, но, как показывает практика, проблем в подавляющем большинстве случаев не возникает, поскольку на стандартных соплах диаметром от 0,2 до 0,6 mm вы  столкнетесь с другой основной причиной невозможности увеличения скорости печати, а именно:
  • Максимальная производительность сопла!

Да, самым критичным местом на пути к скоростям печати является именно производительность сопла - объем пластика, который оно способно пропустить через себя не испортив нить, не забив экструдер и т.д. 

Именно производительность сопла и является общей производительностью всего экструдера, которая влияет на максимальную скорость построения линий.

Итак, производительность экструдера равна производительности установленного сопла.

Как это  работает? (короткий пересказ, без деталей)

Для тех, кому интереснее посмотреть и послушать - вот видео.

Для тех, кому неинтересны детали и кому хочется больше действия немедленно, без чтения заумностей – ссылка на таблицу Excel.

  • Предварительно настраиваете поток(количество шагов двигателя на mm), инструкций в интернете много, тут не напишу – предположим, что поток у вас настроен.
  • Загружаете таблицу excel.
  • Вводите диаметр вашего сопла,  диаметр используемого филамента, высоту слоя печати в отмеченные желтым цветом поля (ничего другое не трогаете!).
  • В нижней таблице получаете скорость подачи филамента в экструдер и длину выдавливаемого филамента, достаточную, чтобы печатать линию с заданной шириной и высотой на протяжении 3 минут, на указанной скорости печати.
  • Нагреваете экструдер до необходимой температуры, и через слайсер выдавливаете полученную длину филамента с выбранной скоростью подачи(именно скоростью подачи, не со скоростью печати, не путайте!).

Экструдер не заедает? Филамент не грызёт? Диаметр выдавливаемой нити равен диаметру сопла? Горло не забивает?  Филамент не мнется в трубке боудена?  Блок нагрева успешно плавит пластик? Диаметр выдавливаемой нити соответствует диаметру сопла?

Отлично! Переходите на следующую строку таблицы и выдавливайте пластик на следующей скорости подачи. Как только начались проблемы – вы достигли предела производительности,  печатайте на скорости, успешно протестированной последней, например, если закусывает  пластик на скорости печати равной 70 mm\sec, но все было в порядке на скорости в  60 mm\sec – печатайте на скорости 60  mm\sec.Вы нашли максимально возможную скорость печати  вашим соплом, на вашем пластике, с вашей температурой печати и вашей высотой слоя.

На этом всё, если вы всё сделали верно, то это означает,  что я вам помог. Можете оставить благодарность в комментариях и/или задонатить по реквизитам на странице профиля, не обижусь  :).

А вот чего делать не надо – так это посылать мне  проклятия не прочитав статью до конца, если что-то не вышло.

Если вы дочитали, но не поняли – жду ваших вопросов в комментариях, постараюсь ответить. 

Если дочитали и поняли, но имеете собственное мнение – также пишите конструктивную критику в комментариях, это будет полезно всем.

Как это  работает?

А вот здесь находятся детали исследования, для интересующихся деталями людей.

Для печати с заданной скоростью нам требуется, чтобы подаваемый объем филамента заданного диаметра(1,75 mm или 3 mm) был равен необходимому объему печатаемой линии.Мы знаем, что для построения линии требуется определенный объем пластика, равный Объем выдавливаемого пластика (ОП) = высота линии(ВЛ) * ширина линии(ШЛ) * длина линии(ДЛ) , где Ширина линии(ШЛ) это диаметр используемого сопла, а Высота линии(ВЛ) это высота печатаемого слоя.Объем выдавливаемого пластика(ОП) является табличной величиной и постоянен независимо от используемого материала, он определяется только высотой, длиной и шириной печатаемой линии, для удобства использования эти данные динамически рассчитываются в прилагаемой по ссылке в конце статьи таблице Excel.

Зная объем пластика(ОП)  в секунду времени необходимый для построения линии заданной длины на заданной скорости(mm^3/sec) – мы легко можем узнать Скорость Подачи Филамента(СП)   заданного диаметра по формуле:

Скорость Подачи Филамента(СП) = Объем пластика(ОП) в секунду времени / Объем 1 мм филамента(ОФ), где  Объем 1 мм филамента(ОФ) = 1 mm * 3.14 * (Радиус филамента ^2).

Стандартный Объем 1 мм филамента(ОФ) равен:

  • Для филамента с диаметром прутка равным 1,75 mm  - 2,4 mm^3
  • Для филамента с диаметром прутка равным 2,85  mm – 6,38 mm^3

Таким образом, чтобы напечатать линию высотой 0,2 mm, длиной 100 mm, шириной 0.4 mm со скоростью 100 mm/sec, используя филамент диаметром 1,75 mm  -  экструдер обязан выдавить 7,9312 mm^3 пластика в секунду времени, что равно скорости подачи филамента 3,3 mm/sec.

Если сопло с экструзией данного объема филамента справляется –  в нем не создается избыточное давление, не происходит выброс излишков пластика из зоны расплава в горло(не создается пробка в барьере), не происходит закусывание или замятие филамента,  а выдавливаемая соплом нить не отклоняется от заданного диаметра – значит выбранная максимальная скорость печати(а равно и  подачи филамента в экструдер) может использоваться в печати.

Собственно, это и есть ответ на вопрос о том, какую максимальную скорость печати может поддерживать ваш экструдер, на заданном типе пластика, высоте и ширине линии, при заданной температуре.

Сопло является узким местом всей системы, даже если блок нагрева способен плавить много пластика – вы не сможете его успешно экструдировать, если сопло этого не позволяет.

Проблем и вопросов может возникнуть много, но ответ всего один - скорость экструзии больше пропускной способности сопла -  необходимо экспериментально ( с помощью таблицы) определить допустимую максимальную скорость печати и не превышать ее.

Тест можно провести для каждого типа пластика, которым вы печатаете – их физические свойства примерно одинаковы от типа к типу.Как пользоваться таблицей по ссылке в конце статьи я указал в самом начале – пользуйтесь. Надеюсь, что вам это помогло.

Важно: если провести эксперимент с разной высотой слоя, не меняя диаметр сопла, то выяснится следующее:  Изменение высоты слоя обратно пропорционально скорости печати.

И это чистая правда, во сколько раз вы уменьшили высоту слоя – во столько раз вы можете увеличить скорость печати! Это следствие того, что максимально допустимый объем экструдируемого пластика не изменяется. К сожалению, из этого следует и другой вывод – при увеличении высоты слоя вы будете вынуждены снизить скорость.

Важно: Если нить экструдируется с большим, чем у  сопла, диаметром – снижайте скорость печати, не пытайтесь снизить коэффициент потока в слайсере!

Слайсер изначально задает необходимое для печати линии количество экструдированного филамента, а изменение настройки создаст недоэкструзию. Забудьте про регулировку потока в слайсере(тема отдельной статьи)  -  регулировка потока в слайсере необходима в исключительных случаях, и поверьте, ваш случай не исключительный, поскольку поток отлично регулируется скоростью подачи и настройкой количества микрошагов двигателя экструдера(если поток настроен некорректно).

Спасибо, что дочитали статью до конца, жду конструктивной критики в комментариях, постараюсь на неё ответить.

P.s.  Может оказаться, что экструдер собран правильно, адекватно настроен параметр количества шагов экструдера, но диаметр экструдируемой нити меньше диаметра сопла. Это означает, что скорость экструзии недостаточна, и расплавленный пластик вытекает под собственным весом быстрее, чем подается. Необходимо повысить скорость печати или понизить температуру. Сам сталкивался с подобной проблемой при печати флексом.

Ссылка на таблицу здесь.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

18
Комментарии к статье