Czy używanie mnożnika ekstruzji nie jest oszustwem?

Jedną rzeczą, której nigdy nie rozumiałem, jest tak zwany mnożnik wytłaczania (EM) lub ustawienie Flow w slicerach takich jak Simplify3D (S3D) lub CURA.

Opis tego ustawienia brzmi ...

• S3D: Mnożnik dla wszystkich ruchów wytłaczania (...)
• CURA: Ilość wytłaczanego materiału jest mnożona przez tę wartość. (...)

Zawsze wierzyłem, że ten parametr jest po prostu brzydkim sposobem na naprawienie błędnej kalkulacji lub błędnej konfiguracji, ponieważ korzystanie z niego przypomina wykonywanie obliczeń, uzyskiwanie błędnych wyników i „poprawianie” ich później przez mnożnik - czy to nie oszustwo ?

Ale ostatnio zastanawiałem się trochę nad tym ustawieniem, teraz nie jestem już pewien. Jednym z głównych powodów jest to, że S3D sugeruje różne wartości EM, w zależności od rodzaju zastosowanych tworzyw sztucznych, 0,9 dla PLA i 1,0 dla ABS .

To w jakiś sposób sugeruje, że istnieje właściwość fizyczna uzasadniająca EM, ale nie mogę myśleć o takiej, ponieważ 1 m podany doprowadziłby do ekstrudowania 1 m - bez względu na to, jakiego rodzaju płytki użyto, prawda?

Nie, mnożnik natężenia przepływu lub wytłaczania ma kompensować różne materiały i zakresy temperatur.

Skąd bierze się ten czynnik?

Załóżmy, że skalibrowaliśmy naszą dyszę do pracy w temperaturze 200 ° C z PLA, więc wytłoczenie 100 mm jest prawidłowe i chcemy wydrukować ABS. ABS zachowuje się inaczej i otrzymujemy złe odbitki. Co jest nie tak? Cóż, zachowują się inaczej w upale i drukują w różnych temperaturach. Jedną z łatwo zauważalnych różnic między nimi jest współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Teraz musiałem przeglądać dokumenty badawcze i karty materiałów / danych technicznych PLA, więc weź to z odrobiną soli. Ale możemy wyraźnie porównać różne współczynniki rozszerzalności cieplnej tworzyw sztucznych :

• PLA: $41 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$ ^{a TDS}
• ABS: $72 \to 108 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• Poliwęglan: $65 \to 70 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• $80 \to 110 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$

To tylko trzy losowo wybrane tworzywa sztuczne, które wyraźnie można wydrukować. Gdybyśmy podgrzali jeden metr z nich o jednego Kelvina, powiększyliby się o tę długość (kilka mikrometrów). Podgrzewamy trzy późniejsze materiały do ​​drukowania do około 200-240 K powyżej temperatury pokojowej (~ 220-260 ° C), więc spodziewalibyśmy się, że te materiały będą się rozszerzać w następujących zakresach:

• PLA: od 6,97 do 7,79 mm ⁽¹⁾
• ABS: od 14,4 do 25,92 mm ⁽²⁾
• Poliwęglan: od 13 do 16,8 mm ⁽²⁾
• Poliamidy (nylony): 16–26,4 mm ⁽²⁾

^{1 - przy użyciu różnicy temperatur 170 K i 190 K dla jego normalnego zakresu temperatur drukowania od około 190 do 200 ° C
2 - najpierw: niskie rozszerzenie przy wzroście o 200 K, a następnie wysokie rozszerzenie przy 240 K}

Skalibrowałeś drukarkę dla jednej z tych wartości gdzieś tam. A teraz otrzymujesz inny filament, który ma inny kolor i inną mieszankę, lub nawet zamieniasz PLA na ABS lub przełączasz się z jednej marki na drugą - wynik jest taki: otrzymujesz inny współczynnik rozszerzalności cieplnej gdzieś w tym zakresie i masz prawie żadna szansa, żeby to wiedzieć. Ostatecznie współczynnik rozszerzalności cieplnej ma wpływ na ciśnienie w dyszy, a tym samym szybkość, z jakiej materiał opuszcza dyszę, co wpływa na pęcznienie matrycy, a zatem na ogólne zachowanie drukowania.

Pamiętaj, że ekspansja ciepła nie jest jedyną rzeczą, która dzieje się w dyszy. Innymi dużymi czynnikami są na przykład lepkość polimeru w temperaturze drukowania, jego ściśliwość (która zależy na przykład od długości łańcucha lub zatopionych wypełniaczy), geometria dyszy, długość strefy topnienia ... wszystkie one odgrywają rolę rola w tym, jak dokładnie wydruk ma wyjść.

Możemy je zsumować pod ogólnym znacznikiem „zachowanie w dyszy”, w wyniku czego otrzymujemy znacznie różne mnożniki przepływu / wytłaczania, takie jak 0,9 dla PLA / 1 dla ABS w Simplify3D.

Inne czynniki?

Istnieją również inne czynniki, które odgrywają rolę.

Odległość między wytłaczarką a strefą topienia oraz sposób zachowania się filamentu są dość oczywiste: ciągliwy filament może wiązać się w rurce Bowdena, podczas gdy w bezpośrednim napędzie jest na to znacznie mniej miejsca.

Wytłaczarka może mieć wpływ w zależności od geometrii przekładni napędowej i ile to gryzie się żarnika. Głębokość odkształcenia zależy ponownie od twardości żarnika i geometrii zębów. Tollo ma świetne wyjaśnienie, w jaki sposób wpływa to na potrzebę zmiany mnożnika wytłaczania.

zdobywanie czynników

Większość z nich jest ustalana metodą prób i błędów przy użyciu współczynnika 1 i ręcznego wybierania numeru, aż do uzyskania prawidłowego drukowania na urządzeniu, a następnie ponownego umieszczenia tego współczynnika w oprogramowaniu.

Na marginesie: Ultimaker Cura ma (w swojej bazie filamentów) możliwość zapisywania prędkości przepływu do każdego innego filamentu, ale inicjuje wszystko z domyślną wartością 100%.

TL; DR

Jest to sposób na dostosowanie się do względnej różnicy między zachowaniem filamentów (przy użyciu jednego z filamentów jako kalibracji) a nie oszustwem.

Oprócz bardzo szczegółowych odpowiedzi powyżej, chciałbym wspomnieć, że twardość żarnika również odgrywa rolę.

Większość podajników jest obciążona sprężyną, dlatego zależy to od twardości żarnika, jak głęboko zapadają się zęby mechanizmu napędowego. Im głębiej się zagłębią, tym mniejsza będzie efektywna średnica mechanizmu napędowego.

Dlatego kroki E / mm nie są takie same wśród ABS (~ 100 Shore D) i PLA (~ 83 Shore D) .

Doprowadziłoby to do wyższej wartości (kroków E / mm) niezbędnej dla PLA jak dla ABS, w przeciwieństwie do wartości wymienionych w OP (EM 0,9 dla PLA / EM 1,0 dla ABS), gdzie mnożnik wytłaczania jest wyższy dla ABS niż dla PLA.

To chyba jeden ze sposobów, aby na to spojrzeć. Myślę, że bardziej dokładnym sposobem jest uznanie go za „kalibrację ad hoc”, w której zdajemy sobie sprawę, że ich drukarka nie wyciska wystarczająco / za dużo, a EM dostosowuje przepływ, aby wycisnąć prawidłową ilość.

Podstawowym obliczeniem, przynajmniej głównym, byłyby kroki / mm ustawione w oprogramowaniu układowym. Jeśli jest wyłączony, jednym z rozwiązań jest ustalenie, o ile jest wyłączony, i zmiana EM na to. Lepszym rozwiązaniem jest określenie rzeczywistych kroków / mm i flashowanie oprogramowania układowego, aby EM można było ustawić na 1.

Bezpośrednie zajęcie się aspektem „oszukiwanie lub nie”. Istnieje kilka innych parametrów (kroki / mm, nominalna średnica żarnika), które mają bezpośredni równoważny wpływ na wynik końcowy (przynajmniej ignorując małe efekty drugiego rzędu, takie jak odległości wycofania).

Jako purysta możesz argumentować, że wszystkie mogą być zwinięte w pojedynczy parametr kalibracji w krajalnicy, a marnotrawstwo pozwala użytkownikowi wybrać sposób zarządzania różnicami (ale nie jest to bardzo nowoczesne podejście do interfejsu użytkownika) .

Najwyraźniejszym powodem „dopuszczenia” użycia mnożnika wytłaczania jest to, że podczas drukowania mnożnik wytłaczania jest jednym z parametrów, który często można regulować na bieżąco. Jeśli w końcu musisz przeprowadzić kalibrację w locie, absolutnie sensowne jest przeniesienie tego parametru z maszyny do krajalnicy zamiast wykonywania dodatkowych obliczeń w celu ustalenia nowej nominalnej średnicy filamentu. Prawdopodobnie łatwiej będzie zapamiętać konkretną szpulę wymagającą 95% niż 1,7nnn mm.

Mnożnik wytłaczania służy jedynie do kompensacji wielkości przepływu. Materiał taki jak PLA jest bardzo płynny w temperaturze 190-200 ° C, więc wytłaczanie nieco mniej niż 100% zmniejszy zryzy na wydruku, nieznacznie zwiększy tolerancję, zmniejszy sznurowanie, a także zmniejszy ryzyko wydzielania ciepła. Materiały takie jak ABS i nylon nie są tak płynne w temperaturze, więc nie wymagają żadnych zmian prędkości przepływu podczas drukowania. Szybkość przepływu można również regulować, aby poprawić pierwsze warstwy, chociaż zbyt dużo może powodować „stopę słonia” lub zbyt duże skurczenie się pierwszej warstwy, podobnie jak zbyt duże wyrównanie łóżka.