Горизонтальное расширение в Cura позволяет изменять размеры объекта в плоскости XY. Это может повысить точность размеров отпечатков.
В этой статье вы узнаете, как использовать эту настройку в Cura для получения наилучших результатов при печати и когда ее следует применять.
Горизонтальное расширение
Горизонтальное расширение задается в миллиметрах и изменяет модель в плоскости XY. Положительные значения делают объект шире, отрицательные — сужают. Его можно задать для всего объекта, только для первого слоя или для отверстий.
Однако горизонтальное расширение не является простым коэффициентом масштабирования в плоскости XY — для этого предназначена компенсация горизонтальной усадки (подробнее об этом ниже). При горизонтальном расширении каждая точка объекта ведет себя подобно дрожжевому тесту, но без смещения соседних точек. Все точки на плоскости XY растут (или уменьшаются) от своего первоначального местоположения и не перемещаются. Ширина линии остается неизменной.
Горизонтальное расширение первого слоя
Горизонтальное расширение первого слоя работает так же, как и обычное горизонтальное расширение, но оно изменяет только первый слой. Оно расширяет или сжимает первый слой.
Большинство филаментов печатается на подогреваемой печатной пластине. В зависимости от того, насколько высока температура, может возникнуть так называемая «слоновья нога«. Это слишком широкий первый слой, вызванный температурой поверхности печатной пластины. Чаще всего этот эффект относительно невелик и может быть компенсирован отрицательным горизонтальным расширением.
Однако если «слоновья нога» слишком велика и выходит за пределы первого слоя, горизонтальное расширение не поможет вам устранить дефект.
Горизонтальное расширение отверстий
Горизонтальное расширение отверстий в Cura ведет себя так же, как и обычное горизонтальное расширение, но только для вертикальных отверстий в модели. Положительные значения делают отверстия больше, отрицательные — меньше. Все остальные размеры объекта остаются нетронутыми.
Если в остальном вы удовлетворены точностью размеров объекта, но отверстия либо слишком большие, либо слишком маленькие, горизонтальное расширение отверстий в Cura — это именно та настройка, которая оптимизирует результат. Здесь снова применима аналогия с дрожжевым тестом. Отверстия увеличиваются или уменьшаются, но центры отверстий не меняют своего положения под воздействием настройки.
Во время печати отверстий сопло движется по кругу и может тянуть за собой уже напечатанный филамент. Круговое движение немного тянет нить к центру отверстия, делая диаметр отверстия немного меньше. В зависимости от материала, скорости печати и других параметров этот эффект может быть сильнее или слабее.
Это может привести к тому, что точность размеров объекта будет идеальной, но отверстия окажутся слишком маленькими. Если вы точно спроектировали объект, и отверстия важны для его функционирования (например, для винтов или осей), вы можете устранить проблему с помощью расширения горизонтальных отверстий.
Обратите внимание, что Cura довольно щепетильно относится к определению отверстий. Отверстие здесь определяется как непрерывный открытый объем сверху вниз в объекте. Как только у него появляется отверстие сбоку, он больше не считается отверстием, а является внешней оболочкой.
Кроме того, при комбинировании горизонтального расширения отверстий с обычным горизонтальным расширением важно сначала обработать отверстия и только потом применить обычное горизонтальное расширение. Это может привести к поглощению части объекта. Поэтому при использовании этих двух функций всегда будьте внимательны к тому, что происходит с мелкими деталями.
Влияние горизонтального расширения на объект
Горизонтальное расширение и cura увеличивают объект в плоскости XY с обеих сторон на указанное значение. Таким образом, общая ширина увеличивается в два раза.
Если задать горизонтальное расширение 5 мм, то куб с длиной грани 20 мм будет иметь ширину 30 мм в направлениях X и Y. Пять миллиметров добавляются к обоим направлениям. Если вы этого не знаете, то поначалу это может немного смутить, когда вы пытаетесь откалибровать точность размеров с помощью этого и удивляетесь, почему размеры вдруг отличаются в два раза от заданных.
Как активировать горизонтальное расширение?
Горизонтальное расширение находится в Cura в настройках Стенки. Если эта настройка не найдена, ее можно активировать в опциях.
Три параметра горизонтального расширения задаются в миллиметрах. Спецификация относится к осям X и Y. Однако, как уже было описано выше, следует учитывать, что спецификация применяется в обоих направлениях соответствующих осей. Например, если горизонтальное расширение составляет 0,2 мм, объект будет шире на 0,4 мм.
Чтобы предворительно оценить эффект горизонтального расширения перед нарезкой, Cura создает тень вокруг объекта с окончательными размерами. Если вы хотите напечатать сразу несколько объектов, вы можете убедиться, что они не будут мешать друг другу.
Для чего использовать горизонтальное расширение
Горизонтальное расширение в Cura можно использовать для компенсации неточностей размеров в процессе печати, таких как усадка нити во время охлаждения или следование нити в отверстиях. Эта настройка имеет смысл особенно для объектов с механической функцией.
Типичными областями применения, где горизонтальное расширение может помочь, являются, например, шестерни или оси и их подшипники/отверстия. Но даже если вы хотите печатать только декоративные объекты, вы можете улучшить точность размеров для дальнейшего улучшения качества мелких деталей.
Этот способ калибровки точности размеров гораздо изящнее, чем настройка размеров вручную в слайсере или в программе CAD.
Недостатки горизонтального расширения
Негативный эффект горизонтального расширения заключается в том, что детали и отверстия либо увеличиваются, либо проглатываются.
Пример нарезки калибровочного куба с горизонтальным расширением 0 мм, 1 мм и -1 мм. При горизонтальном расширении 1 мм буква «Z» на вершине больше не видна, образовались только два небольших отверстия. Также менее заметны буквы «X» и «Y». При значении -1 мм все буквы стали больше, чем раньше.
Однако этот пример выбран относительно экстремальным для лучшей иллюстрации. Обычно значения горизонтального расширения указываются в долях миллиметра. Если это не так, вам следует сначала позаботиться о калибровке расхода, прежде чем обращаться к горизонтальному расширению или рассмотреть компенсацию усадки для материалов, которые сильно усаживаются (подробнее об этом ниже).
Еще одним недостатком является то, что нужно быть осторожным, если вы хотите печатать несколько объектов одновременно. Если вы расположили объекты очень близко друг к другу для экономии времени печати, они могут наложиться друг на друга из-за горизонтального расширения. Однако, прежде чем нарезать объект, вы можете увидеть окончательное положение больших объектов по теням столкновения на полу. Таким образом, вы сможете предотвратить их перекрытие и катастрофические ошибки при печати.
Горизонтальное расширение или Компенсация усадки
Горизонтальное расширение в Cura увеличивает каждую точку объекта на значение в мм. Компенсация усадки масштабирует объект на процентное значение. Поэтому конечный результат принципиально отличается и подходит для разных объектов.
Компенсация усадки, как следует из названия, используется для материалов, которые усаживаются при охлаждении. Здесь также можно ввести отрицательные значения, что сделает объект меньше, но в большинстве случаев это не имеет смысла. Для компенсации усадки введите процентное значение, превышающее 100%, чтобы объект имел правильные размеры после охлаждения и усадки.
Компенсация усадки делится на три значения. Вы можете указать компенсацию во всех направлениях, только в горизонтальном направлении или только в вертикальном направлении. Из-за особенностей работы 3D-принтеров FDM чаще всего используется только горизонтальная компенсация усадки. Иногда используется комбинация различных значений для горизонтального и вертикального направления.
Поскольку филамент наносится горизонтальными линиями, материал будет усаживаться в основном в горизонтальном направлении. Чем длиннее и прямее линии в соответствующем направлении, тем больше будет усадка в этом измерении. Внутренние механические силы, возникающие при охлаждении, гораздо больше в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной.
Поэтому нельзя полагаться на общее поведение материалов при усадке, так как при 3D-печати они ведут себя несколько иначе. Поэтому лист с соответствующей информацией о поведении усадки — это, возможно, лишь приблизительное направление, в котором вы можете скорректировать значение, но никак не гарантия того, что конечный результат будет правильным.
В отличие от горизонтального расширения, Cura перемещает объекты при их масштабировании за счет компенсации усадки. Здесь вам не нужно беспокоиться о том, что объекты наложатся друг на друга. Вы также можете увидеть окончательное расширение объектов перед нарезкой по теням столкновений на земле.
Горизонтальное расширение или Текучесть
Разница между текучестью (скоростью потока) и горизонтальным расширением заключается в том, что размеры объекта не изменяются при изменении текучести (скорости потока) в слайсере. Изменение текучести плохо компенсирует неточности.
При более высокой текучести также будет выдавливаться больше филамента за единицу времени и наоборот. Теоретически, таким образом можно исправить отклонения в размерах. Однако, если скорость потока откалибрована неправильно и отклоняется слишком сильно, это может быстро привести к ошибкам экструзии, таким как отверстия или струна.
Поэтому важно правильно откалибровать расход и только после этого решать другие отклонения размеров другими способами, например горизонтальным расширением или компенсацией усадки. При калибровке текучести цель состоит в том, чтобы толщина стенки испытуемого объекта точно соответствовала теоретическому значению в слайсере.
В соответствии с этим такие эффекты, как усадка определенных материалов, могут быть компенсированы горизонтальным расширением или компенсацией усадки, а не расходом.
Вывод
Горизонтальное расширение в некоторых случаях может быть просто необходимым инструментом для достижения идеальной точности размеров напечатанного объекта. Даже если вы очень хорошо откалибровали профиль Cura для своего 3D-принтера, все равно могут возникнуть определенные эффекты, которые невозможно исправить заранее.
Например, отверстия в реальности обычно немного уже, чем они выглядят в слайсере или CAD-программе. Сопло немного вытягивает горячую нить во время кругового движения и, таким образом, немного тянет ее к центру круга. Именно для этого в Cura предусмотрено расширение горизонтального отверстия.
Но даже если весь объект равномерно деформирован в плоскости XY, эту проблему часто можно решить с помощью горизонтального расширения, и точность размеров может быть идеально выверена.