Хотя большинство 3D-принтеров поставляются в полностью собранном виде или со всеми необходимыми компонентами, нет никаких оснований ограничивать себя комплектующими по умолчанию. Наличие большего количества альтернативных компонентов дает вам некоторую дополнительную гибкость при работе с разными нитями или при желании получить разные результаты на отпечатках.

Сопло экструдера - это одна из частей 3D-принтера, которую довольно легко заменить. Однако переключение с одной форсунки на другую может оказать существенное влияние на производительность принтера и качество продукта. Если вы все еще не знаете, какой размер насадки следует использовать, мы подготовили это руководство специально для вас.

Факторы, которые следует учитывать при выборе диаметра сопла

Большинство 3D-принтеров будут поставляться с латунным соплом диаметром 0,4 миллиметра. Эта насадка прекрасно работает и в большинстве случаев дает удовлетворительные результаты. Однако изучение замены сопла вашего 3D-принтера открывает новые способы настройки внешнего вида и качества готовой продукции.

Высота слоя

Высота слоя проекта 3D-печати часто задается как доля диаметра сопла. Небольшое сжатие, которое создается, обеспечивает лучшую адгезию между слоями, а также повышает уровень детализации в вертикальной плоскости. Как правило, установка высоты слоя около 80% от диаметра сопла хорошо работает практически при любых обстоятельствах.

Если в вашем дизайне много криволинейных поверхностей, возможность устанавливать более тонкие слои также означает, что они могут выглядеть более изогнутыми, а не просто укладываться друг на друга. Для профессионального применения более тонкие слои также означают, что для полировки поверхностей требуется меньше работы, поскольку линии слоев менее выражены.

Толщина стенки

Толщина стенок любого проекта 3D-печати также определяется диаметром сопла. В отличие от высоты слоя толщина стенки задается кратной диаметру сопла, а не дроби. В большинстве случаев толщина стенок, которая в два раза больше диаметра сопла, является достаточной для стандартных проектов 3D-печати. Для более тяжелых приложений ее можно увеличить до трех или четырех раз.

Хотя общую толщину стенки можно увеличивать до бесконечности, преимущество меньшего сопла состоит в том, что он позволяет более детально регулировать настройки толщины стенки. Это особенно важно, если у вас есть определенны размеры готового продукта.

Меньшее сопло позволяет получать более мелкие детали в горизонтальной плоскости или в плоскости, параллельной печатной платформе. Например, любой текст на верхней поверхности модели можно воссоздать более разборчиво, если вы работаете с соплом меньшего размера.

Время печати

Когда дело доходит до выбора между различными размерами сопел, это часто сводится к компромиссу между уровнем детализации и временем печати. В то время как меньшие сопла отлично подходят для воссоздания очень мелких деталей, большие сопла могут значительно сократить время печати для любой модели.

Имейте в виду, что настройки высоты слоя играют самую большую роль в определении времени печати. Чтобы реализовать это преимущество более широкой насадки, вам придется увеличить высоту слоя, тем самым сократив количество раз, необходимое соплу для перемещения по периметру модели. С некоторыми настройками вы можете достичь общего времени печати, которое в три-четыре раза короче, чем, если бы вы использовали стандартное 0,4-миллиметровое сопло.

Прочность и ударопрочность

Линии слоев являются неотъемлемой чертой всего, что печатают в 3D с использованием технологии FDM . Эти хорошо видимые линии являются границами между отдельными слоями. Помимо характерной неприглядности, эти линии слоев также создают слабые места в любом проекте. 

Другое важное преимущество печати с более широкими соплами и более толстыми слоями состоит в том, что это значительно уменьшает количество линий слоев в любой данной модели. Это уменьшение слабых мест делает изделие более прочным и устойчивым к поломкам из-за стрессового воздействия или удара. Например, модель, напечатанная с использованием 0,6-миллиметрового сопла, может выдерживать на 25% более высокую энергию по сравнению с той же моделью, напечатанной с 0,4-миллиметровым соплом.

Оптические свойства

3D-печать объекта, который должен быть таким же чистым, как стекло, особенно сложна. Вы должны не только использовать высококачественную прозрачную нить, не содержащую загрязнений, но вам также необходимо настроить параметры принтера, чтобы сохранить прозрачность. Для справки, прозрачность достигается благодаря тому, что свет может проходить через материал с минимальными внутренними отражениями.

Проблема с печатью FDM заключается в том, что сами линии слоев могут способствовать внутренним отражениям, особенно если существует плохая межслойная адгезия. Существует несколько мер для решения этой проблемы, таких как повышение температуры печати и увеличение скорости экструзии. Использование более широкого сопла также полезно, так как оно позволяет уменьшить количество линий слоев.

Удаление опор

Мы уже рассмотрели, как более широкая насадка поддерживает повышенную прочность. Хотя это желательно для реального проекта, это огромный недостаток, когда дело доходит до поддержки. Опорные конструкции должны быть достаточно прочными, чтобы удерживать нависающие элементы, но не слишком прочными, чтобы их было трудно удалить. Если вы печатаете огромную модель с соплом большого диаметра, и вам нужны опорные конструкции, будьте готовы с помощью плоскогубцев и других режущих инструментов убирать их - это займет некоторое время.

Типы абразивной нити

Композитные нити относятся к нитям, которые содержат твердые частицы, встроенные в пластиковую матрицу.  Примечательными примерами композитных нитей являются древесные, металлические и мраморные волокна.

Одной из основных проблем при работе с композитной нитью является то, что твердые частицы сильно истирают компоненты 3D-принтера. Это наиболее заметно на сопле экструдера, так как материал нити должен быть сильно сжат при прохождении через отверстие сопла.

Чтобы избежать проблем с истиранием, самым простым решением является использование насадки широкого диаметра, изготовленной из износостойкого материала.

Какие применения подходят для разных размеров сопел?

Учитывая все обстоятельства, 0,4-миллиметровое сопло, которое поставляется с большинством 3D-принтеров, обеспечивает идеальный баланс. Оно может печатать модели с разумным уровнем детализации, но не занимает много времени, чтобы закончить проект. Для большинства заданий на печать стандартная насадка прекрасно подойдет.

Тем не менее, всегда есть возможность получить альтернативное сопло, которое имеет либо меньшее, либо более широкое отверстие. Обычные опции включают 0,25 миллиметра или 0,60 миллиметра, хотя высота до 1 миллиметра не является неслыханной. Некоторые фирмы по 3D-печати экспериментируют с соплами размером всего 0,1 миллиметра, хотя маловероятно, что такие сопла будут продаваться коммерчески.

Прежде чем приступить к работе по замене сопла 3D-принтера, сначала спросите себя - используете ли вы подходящую насадку для этой работы? Вот несколько советов для вас, чтобы ответить на этот вопрос.

Используйте сопло 0,25 мм, если….

Вы не против дополнительного времени ожидания

Разница между уровнем детализации между 0,4-миллиметровым и 0,25-миллиметровым соплами настолько мала, что вам нужно будет внимательно присмотреться, чтобы заметить разницу. Разница во времени печати гораздо более очевидна. Когда вы переключаетесь на новую форсунку, вы можете легко получить время печати, которое почти вдвое больше времени, которое потребовалось бы для стандартной форсунки. Если время не является проблемой, тогда замена меньшего сопла не должна быть проблемой.

Вы печатаете миниатюрные фигуры и украшения на заказ

Меньшая насадка действительно подойдет, когда вы воссоздаете маленькие модели, такие как миниатюрные фигуры. Это касается и ювелирных изделий, особенно если у эталонной модели много тонких и четких линий. Использование небольших сопел ограничивается небольшими проектами также из-за увеличения времени печати.

Ваши модели содержат текст

Печать небольших моделей, которые идут с текстом, может быть чрезвычайно трудной для стандартной 0,4-миллиметровой насадки. Это работа, которая требует меньших сопел, особенно если текст находится на верхней поверхности модели.

Используйте сопло 0,60 мм, если…

Ваша модель большая и не содержит мелких деталей

Вазы, горшки для растений, пеналы и декоративные чаши - одни из лучших вариантов использования насадки, которая немного шире, чем обычно. Мало того, что они больше, чем обычные вещи, которые сделаны в 3D-принтерах, но и их дизайн также довольно прост - не нужны сложные детали или мелкий текст. Кроме того, печать с большим соплом дает этим продуктам небольшое преимущество с точки зрения механической прочности.

Вы хотите быстро закончить

Использование более широкой насадки и внесение соответствующих изменений в высоту слоя может значительно ускорить процесс 3D-печати. Это может быть очень полезно, особенно если вы работаете над крупномасштабными проектами.

Используйте насадку 1 мм, если…

Вы не возражаете против хорошо видимых линий слоя

Печать с помощью 1-миллиметрового сопла весьма необычна, поэтому вам может не понравиться, как будет выглядеть готовый продукт. Более толстые слои могут уменьшить количество линий слоев, но это также означает, что эти линии становятся более заметными, чем когда-либо. Это не обязательно плохо - вы можете сделать необычную эстетическую работу. При этом преимущество заключается в том, что вы можете печатать проекты в пять раз быстрее, чем если бы вы делали это с помощью стандартной насадки.

Вы пытаетесь сделать четкие 3D-отпечатки

Исключительно широкая насадка - отличный инструмент для печати с прозрачной нитью. Чем меньше линий слоев, тем меньше «границ», которые могут способствовать внутреннему отражению. Возможность печатать слои толщиной более 0,5 миллиметра обеспечивает более  четкий оптический путь прохождения света. Просто печатайте при более высокой температуре, так как вы хотите, чтобы эти слои эффективно сливались друг с другом.

В качестве заключения

Насадка является одной из наиболее легко настраиваемых частей 3D-принтера, поскольку она легко доступна, а сменные насадки не дороги.  Замена сопел может быть не только средством настройки 3D-принтеров, но и очень полезной, независимо от того, хотите ли вы, чтобы на ваших отпечатках были более точные детали, или вы хотите сократить время печати. Замена форсунок - это небольшое изменение, которое может дать огромные преимущества.

Автор Джозеф Флинт

Источник