Разве использование Extruion Multiplier не похоже на мошенничество?

Одна вещь, которую я никогда не понимал, это так называемый параметр множителя выдавливания (EM) или настройки потока в слайсерах, таких как Simplify3D (S3D) или CURA.

Описание этого параметра гласит:

• S3D: Множитель для всех экструзионных движений (...)
• CURA: количество выдавленного материала умножается на это значение. (...)

Я всегда считал, что этот параметр - просто уродливый способ исправить основной просчет или неправильную конфигурацию, потому что его использование похоже на выполнение вычисления, получение неправильного результата и «исправление» его впоследствии с помощью множителя - разве это не обман ?

Но недавно я подумал немного об этой настройке, теперь я не уверен больше. Одна из основных причин заключается в том, что S3D предлагает различные значения для EM, в зависимости от типа используемых пластмасс, 0,9 для PLA и 1,0 для ABS .

Это каким-то образом подразумевает, что существует физическое свойство, которое оправдывает ЭМ, но я не могу думать об этом, потому что 1 м подача приведет к 1 м экструдированию - независимо от того, какой тип платик используется, верно?

Нет, множитель расхода или экструзии предназначен для компенсации различных материалов и температурных диапазонов.

Откуда этот фактор?

Допустим, мы откалибровали нашу форсунку для работы при 200 ° C с PLA, поэтому экструзия 100 мм правильная и мы хотим напечатать ABS. АБС ведет себя по-разному, и мы получаем плохие отпечатки. Что случилось? Ну, они действительно ведут себя по-разному в жару и печатают при разных температурах. Одним из заметных различий между ними является коэффициент теплового расширения.

Теперь мне пришлось пролистать исследовательские работы и листы материалов / технических данных для PLA, так что возьмите его с крошкой соли. Но мы можем четко сравнить различные коэффициенты теплового расширения пластмасс :

• PLA: ^TDS$41 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• ABS:$72 \to 108 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• Поликарбонат: от$65 \to 70 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• Полиамиды (нейлоны): от$80 \to 110 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$

Это всего лишь три случайно выбранных пластика, которые можно распечатать. Если мы нагреем один метр из них на один Кельвин, они увеличатся на эту длину (пару микрометров). Мы нагреваем три последних материала для печати до примерно 200-240 К при комнатной температуре (~ 220-260 ° C), поэтому мы ожидаем, что эти материалы расширятся в следующих диапазонах:

• PLA: от 6,97 до 7,79 мм ⁽¹⁾
• ABS: от 14,4 до 25,92 мм ⁽²⁾
• Поликарбонат: от 13 до 16,8 мм ⁽²⁾
• Полиамиды (нейлоны): от 16 до 26,4 мм ⁽²⁾

^{1 - с использованием разницы температур 170 К и 190 К для нормального диапазона температур печати от 190 до 200 ° С
2 - сначала: низкое расширение при увеличении 200 К, затем высокое расширение при 240 К}

Вы откалибровали свой принтер для одного из этих значений где-то там. И теперь вы получаете другую нить, которая имеет другой цвет и другую смесь, или даже вы переключаетесь с PLA на ABS или переключаетесь с одной марки на другую - в результате вы получаете другой коэффициент теплового расширения где-то в этом диапазоне, и у вас есть почти нет шансов узнать это. Коэффициент теплового расширения, в конце концов, влияет на давление в сопле, и это скорость, с которой материал покидает сопло, что влияет на разбухание матрицы и, таким образом, на общее поведение при печати.

Помните, что тепловое расширение не единственное, что происходит в сопле. Другими важными факторами являются, например, вязкость полимера при температуре его печати, его сжимаемость (которая зависит, например, от длины цепи или встроенных наполнителей), геометрия сопла, длина зоны расплава ... все они играют роль в том, как именно печать выходит.

Мы можем суммировать все это в соответствии с общим тегом «поведение в сопле», и в результате мы получаем совершенно разные множители потока / экструзии, например, 0,9 для PLA / 1 для ABS в Simplify3D.

Другие факторы?

Есть и другие факторы, которые играют роль.

Расстояние между экструдером и зоной расплава и поведение нити там несколько очевидны: пластичная нить может накапливаться в трубе Боудена, в то время как в прямом приводе места для этого гораздо меньше.

Экструдер может оказывать влияние в зависимости от геометрии приводного механизма и от того, насколько сильно он врезается в нить. Глубина деформации снова зависит от твердости нити и геометрии зубьев. У Толло есть отличное объяснение того, как это влияет на необходимость изменения множителя экструзии.

приобретая факторы

Большинство из них определяются методом проб и ошибок с использованием коэффициента 1 и набора вручную до тех пор, пока на аппарате не будет достигнута надлежащая печать, а затем вернут этот коэффициент в программное обеспечение.

В качестве примечания: Ultimaker Cura имеет (в своей базе данных филаментов) возможность сохранять скорости потока в каждой отдельной филаменте, но инициализирует все со значением по умолчанию 100%.

TL; DR

Это способ приспособиться к относительной разнице между поведением нитей (используя одну из ваших нитей в качестве калибровки) и не обманывать.

В дополнение к очень подробным ответам выше, я хотел бы упомянуть, что твердость нити накала также играет роль.

Большинство механизмов подачи подпружинены, поэтому от твердости нити зависит, насколько глубоко впадают зубья ведущего механизма. Чем глубже они погружаются, тем меньше становится эффективный диаметр ведущего механизма.

Поэтому E-шаги / мм не одинаковы для ABS (~ 100 по Шору D) и PLA (~ 83 по Шору D) .

Это привело бы к более высокому значению (E-шагов / мм), необходимому для PLA, как для ABS, в отличие от значений, упомянутых в OP (EM 0,9 для PLA / EM 1,0 для ABS), где коэффициент экструзии выше для ABS, чем для PLA.

Думаю, это один из способов взглянуть на это. Я думаю, что более точный способ - считать это «специальной калибровкой», когда понимаешь, что их принтер недостаточно / слишком много выдавливает, а EM регулирует поток для выдавливания правильного количества.

Базовым расчетом, по крайней мере, основным, будут шаги / мм, установленные в прошивке. Если он выключен, одно из исправлений - выяснить, на сколько он выключен, и изменить EM на это. Лучшее решение состоит в том, чтобы определить фактические шаги / мм и прошить прошивку, чтобы EM можно было установить на 1.

Для непосредственного решения вопроса об обмане или нет. Существует несколько других параметров (шаг / мм, номинальный диаметр нити), которые оказывают прямое эквивалентное влияние на конечный результат (по крайней мере, игнорируя небольшие эффекты 2-го порядка, такие как расстояния втягивания).

Как пурист, вы можете утверждать, что все они могут быть объединены в один калибровочный параметр в слайсере, и это пустая трата времени, чтобы позволить пользователю выбирать, как управлять различиями (но это не очень современный подход пользовательского интерфейса) ,

Самая ясная причина для «разрешения» использования множителя экструзии заключается в том, что во время печати множитель экструзии является одним из параметров, который часто можно настроить на лету. Если вам в конечном итоге понадобится выполнить калибровку на лету, имеет смысл перенести этот параметр с машины на слайсер, а не выполнять дополнительные вычисления для определения нового номинального диаметра нити накала. Вероятно, будет легче запомнить конкретную катушку, требующую 95%, а не 1,7 ннн мм.

Множитель экструзии предназначен только для компенсации количества потока. Такие материалы, как PLA, очень текучие при температуре 190-200 ° С, поэтому экструдирование чуть менее 100% приведет к уменьшению прыщей на отпечатке, немного увеличит допуск, уменьшит натяжение и также уменьшит риск теплового ползучести. Такие материалы, как ABS и Nylon, не такие жидкие при температуре, поэтому они не требуют каких-либо изменений расхода во время печати. Скорость потока также можно регулировать, чтобы улучшить первые слои, хотя слишком большое количество может вызвать «слоновую ногу» или слишком сильное сдавливание первого слоя, подобно тому, как ваша кровать выровнена слишком близко.