Pourquoi est-il conventionnel de définir la largeur de ligne> le diamètre de buse?

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Je suis récemment devenu curieux au sujet du paramètre d'épaisseur de ligne dans Cura et pourquoi on pourrait le changer s'ils n'utilisent pas une buse de taille différente.

Depuis que j'ai obtenu mon Ender 3, j'ai toujours gardé la largeur de ligne égale à la taille de ma buse ( 0,4 mm ). J'ai regardé un peu autour , et il semble que la plupart des gens définissent en fait leurs largeurs de ligne pour être plus élevées, en fonction de qui vous demandez, de 120 à 150% de diamètre de buse.

Pourquoi est-ce? Ils mentionnent que cela aide à l'adhérence de l'impression, mais pourquoi? Une buse de 0,4 mm ne devrait-elle pas créer une ligne de plastique de 0,4 mm de large, nécessitant un espacement de ligne de 0,4 mm?

ifconfig
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Réponses:

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Il y a plusieurs choses en jeu qui peuvent rendre une ligne plus large agréable:

Adhésion de la première couche

En raison du fait que certains filaments peinent sérieusement à coller la première ligne ou la première couche au lit, il peut être facile de simplement augmenter la largeur de la ligne, générant une force d' plus grande , où A est la zone couverte par la ligne, et donc simplement avec la longueur l et la largeur w de la ligne. Ainsi, une ligne plus large signifie une meilleure adhésion initiale et peut entraîner moins d'impressions ratées dans la couche 1.FaA(l,w)A=lw

Goo en plastique

Les plastiques chauffés se comportent de certaines manières: ils se transforment en une substance gluante qui se dilate. C'est aussi la raison pour laquelle les impressions rétrécissent un peu en refroidissant. Maintenant, si nous pressons le plastique sur le lit avec plus de force (comme nous forçons plus de plastique à travers qu'avant pour passer de 0,4 mm à 0,5 mm) pour la première fois, nous avons une zone à peu près plate. Le filament supplémentaire fera une ligne plus large. Le plus riche peut expliquer cela, et le fait.

Maintenant, couche suivante: où va le matériel supplémentaire maintenant? La pâte de plastique a une propriété très intéressante: elle essaie de rétrécir sa surface autant que possible. Chauffez un petit morceau avec un pistolet à air comprimé et il devient un peu piquant. Mais d'un autre côté, il sort suffisamment chaud de la buse pour faire fondre une petite surface des couches déjà construites, c'est ainsi que fonctionne la liaison des couches en premier lieu. Mais notre plastique goopy trouve la couche ci-dessous pas exactement plate comme la première couche a trouvé sa surface inférieure, elle trouve une forme de crêtes et de vallée. En tenant compte du fait qu'il veut avoir la moindre surface à non-plastique (= air) et légèrement croiser les liens avec l'impression, il remplira ces coins et crevasses à l' intérieurl'impression un peu mieux, car la force accrue que nous utilisons pour la pousser a également augmenté la vitesse à laquelle elle se développe pour eux: nous réduisons un peu le temps pour y arriver. Comment est-ce important?

une image thermique d'une impression 3D

Eh bien, les bases de transfert de chaleur, en gros, sur une formule comme celle-ci: Q est l'énergie thermique de l'objet, m la masse de l'objet, c sa capacité thermique spécifique et T la température, ΔT la température changement. Mais nous n'avons pas d'objet homogène, nous avons à peu près une distribution de chaleur avec des zones de chaleur différente. La formule réelle pour le transfert de chaleur à l'intérieur de l'objet est un long gâchis contenant des trucs comme le gradient , les conductivités thermiques et les intégrales, mais ce qui compte c'est le résultat: la ligne de filament à expansion plus rapide perd un peu moins l'énergie thermique à son environnement que la ligne extrudée moins énergique, ce qui peut augmenter la liaison entre les deux comme la température sur plusieurs fronts:Q=mcΔTgradT

  • il pénètre plus loin dans les crevasses avant de revenir de goo à solide, conduisant à une meilleure adhérence pour plus de surface.
  • il contient plus d'énergie thermique qui peut et sera transmise à la couche inférieure et a une plus grande surface, de sorte qu'il peut augmenter l'épaisseur de la zone qui est refondue un tout petit peu, augmentant un peu la force de liaison de la couche.

Cependant, cela peut entraîner un problème: si vous ne laissez pas suffisamment de temps aux lignes imprimées pour refroidir, cela peut conduire le matériau à accumuler de plus en plus de chaleur, ce qui fait que le tout fond et se transforme en goop. Une solution facile à ce problème secondaire est le temps de couche minimum. Mais cela ne serait que tangent à la question d'origine, alors regardez par exemple la question ici ou la vidéo que l'image thermique ci-dessus est prise d' ici .

Trish
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Merci pour la réponse incroyablement détaillée, @Trish. C'est plus d'explication que je n'aurais pu espérer.
ifconfig
Très belle réponse. Je règle toujours la largeur d'extrusion à 110% du diamètre de la buse, même lors de l'impression d'argiles et de gels.
Davo
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Une buse de 0,4 mm ne devrait-elle pas créer une ligne de plastique de 0,4 mm de large

Pas nécessairement. En raison d'un phénomène connu sous le nom d' extrusion de plastique par gonflement à travers une buse de 0,4 mm, la ligne de plastique créée est en fait légèrement plus large. La pression à l'intérieur de l'extrudeuse comprime légèrement le plastique et il se dilate à nouveau lorsqu'il existe la buse.

Ils mentionnent que cela aide à l'adhérence de l'impression, mais pourquoi?

Lorsque vous extrudez une ligne de plastique plus épaisse que le diamètre de votre buse, le plastique "en excès" est comprimé par la buse et expulsé sur le côté. Cela pousse le plastique dans la couche inférieure, augmentant l'adhérence. Vous pouvez comparer cela à la prise d'un pistolet à colle chaude, en appuyant sur la pointe dans la surface et en appuyant sur la gâchette, par rapport à lever le pistolet à colle au-dessus de la surface et à laisser la colle couler sur la surface. Faire le premier crée une adhérence beaucoup plus forte.

En tant qu'effet secondaire, l'utilisation de lignes plus épaisses facilite le collage de la première couche, car la ligne plus épaisse a plus de surface à adhérer.

Tom van der Zanden
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@TomvanderZanden Une question qui apparaît est ce qui serait mieux, augmenter la largeur de ligne ou le multiplicateur d'extrusion, mais ce serait une toute nouvelle question, je suppose?
0scar
@ 0scar ouais, cela me vient aussi à l'esprit.
ifconfig
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@ifconfig Pour cette raison, j'ai demandé: "Largeur de ligne de
0scar
Ultimaker Cura par défaut l'extrusion avec mon UM3E à 0,35 mm pour une buse de 0,4 mm. Ainsi, bien que les gens aient tendance à augmenter la largeur de ligne, le logiciel la diminue.
0scar
@ 0scar Ce sont des nouvelles pour moi. Simplify3D fait le contraire. Il serait intéressant de savoir pourquoi Ultimaker fait cela.
Tom van der Zanden
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Il y a plusieurs considérations encore non mentionnées:

Avec la même vitesse de déplacement, des lignes plus épaisses remplissent une couche plus rapidement, car plus de volume est extrudé par seconde. Dans certains systèmes, le flux d'extrusion est le facteur limitant de la vitesse, mais dans les coins, la tête d'impression doit ralentir. Lignes plus épaisses = moins de lignes = moins de coins = moins de ralentissement = vitesse d'impression plus élevée.

Les lignes plus épaisses ont cependant moins de détails. Une ligne de 0,6 mm ne peut pas représenter des détails plus petits que cela, donc des largeurs de ligne plus petites capturent mieux la géométrie d'entrée. Les coins seront également arrondis de la même distance, donc des lignes plus épaisses = des coins plus ronds.

Des lignes plus épaisses créent un surplomb pire. Les lignes plus épaisses nécessitent plus de pression de la buse et si la couche ci-dessous manque (en partie), la contre-pression de la couche précédente est moindre, ce qui entraîne une surextension, qui ira également plus probablement vers le bas plutôt que sur les côtés.

La pression plus élevée peut cependant forcer les lignes dans de petites crevasses de la couche inférieure. Cela a déjà été souligné par Trish.

Le modèle utilisé par Cura pour une seule ligne est rectangulaire, alors qu'en réalité les lignes imprimées sont arrondies sur les côtés. Cela rend la largeur du plein s'étendre d'un côté à l'autre plus grande que calculée, au prix des coins du modèle rectangulaire. Cela signifie que le paramètre de largeur de ligne doit être légèrement inférieur à ce que vous souhaiteriez que les lignes finissent comme.

Tim Kuipers
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Existe-t-il une référence pour Ultimaker Cura utilisant un modèle de ligne rectangulaire? Cela semble très inhabituel, par exemple Slic3r utilise un rectangle et 2 demi-cercles, pour Ultimaker Cura un modèle similaire est attendu.
0scar
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Vous pouvez me citer dessus. J'ai écrit la plus grande partie de CuraEngine.
Tim Kuipers
Bien, je vais vous croire sur parole, mais veuillez vous référer au manuel CuraEngine si vous le pouvez. Merci pour l'information, très appréciée!
0scar
Ce n'est pas encore dans le manuel Cura. Est-ce dans le manuel slic3r?
Tim Kuipers,
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Je vais répondre brièvement ici: c'est le volume. La buse redistribue le volume du plastique dans une forme différente. c'est-à-dire que la buse transforme un cylindre de 0,4 mm de diamètre en un rectangle de même volume, fonction de la hauteur / volume de la couche = largeur de la ligne.

user77232
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ce n'est pas vraiment un rectangle mais un objet aplati composé de 2 demi-cercles de diamètre h et d'un rectangle de courte longueur h entre eux. La largeur de ligne est cette largeur de choses. Mais vous n'expliquez pas pourquoi c'est conventionnel du tout
Trish
Pourquoi est-ce conventionnel?
user77232
OP a déclaré: "J'ai regardé un peu autour, et il semble que la plupart des gens définissent en fait la largeur de leurs lignes pour être plus élevée, en fonction de qui vous demandez, de 120 à 150% de diamètre de buse"
Trish
Oui, puis le PO a demandé pourquoi. Les réponses précédentes ne répondaient pas à la préoccupation volumétrique. Avez-vous déjà percé un trou dans un pot de peinture, puis tracé une ligne avec elle? comment se fait-il que la largeur de la ligne peinte ne soit pas égale au diamètre du trou?
user77232
Hmmm, il semble que vous pourriez être sur quelque chose ici alors que vous abordez la question sous un angle différent de tout le monde ... si vous pouviez ranger votre réponse et inclure le commentaire sur le pot de peinture [avec une explication / diagramme de ce qui se passe - non, je ne l'ai jamais fait, mais je serais intéressé de voir ce qui se passe :-) (Je suppose que la ligne est plus large que le diamètre?)] , je vous donnerais un vote positif.
Greenonline