Lehetőségek minden mennyiségben
Amikor valaki először találkozik a 3D nyomtatással, rendszerint meglepődik, hogy mennyi beállítást, finomhangolást kell elvégezni ahhoz, hogy kezdődhessen az alkotás. A szeletelőszoftverek jellemzően száznál is több paramétert engednek a felhasználónak módosításra, ez sokakat megrémíthet. Szerencsére ezt a gyártók és a szoftverfejlesztők is tudják, így legtöbbször rendelkezésre állnak úgynevezett egyszerűsített, vagy teljesen automata profilok. Baj csak akkor van, ha ezekkel nem születnek megfelelő eredmények.
A 3D nyomtatáshoz először is szükség van egy digitális modellre, amit vagy egy erre szakosodott gyűjtőoldalról lehet letölteni, vagy önállóan tervezhető. Aki az előbbi utat járja, annak általában vagy a 3D modellkeresők Mekkája, a Yeggi.com, vagy a legnagyobb közösséggel és ingyenes modellbázissal rendelkező, egyébként a Makerbothoz kötődő Thingiverse.com felületéről letöltve kerül a szeletelőjébe a nyomtatandó tárgy. Akik maguk állítják elő a modellt, valamilyen CAD szoftverrel tehetik ezt meg, ma már léteznek kifejezetten a 3D nyomtatáshoz írt, egyszerűen használható, sőt akár böngészős alternatívák is.
212 °C, Devil Design filament, CraftBot 2, 50 mm/s [+]
Ha sikerül megfelelő virtuális tárgyat alkotni (vagy letölteni), a felhasználó újabb válaszút elé ér: arról kell döntenie, hogy milyen szeletelőprogramot (slicert) használ, melyek között hatalmas a szórás. A komolyabb 3D printergyártók rendelkeznek saját szeletelőszoftverrel, ezeken kívül elérhetőek független programok is, egy részük ingyenes, míg másokért akár 40-50 ezer forintot is elkérnek. Most csak az alapbeállításokkal foglalkozunk, azokkal, amiket mindenkinek ismernie kell, aki 3D nyomtatásra adja a fejét, de ha igény mutatkozik rá, a későbbiekben részletesebben is belemerülhetünk a szeletelőszoftverek működésébe, illetve a különböző beállítások részletes elemzésébe.
A modellt a Thingiverse.com oldalon találtuk (forrás: Thingiverse) [+]
A nyomtatás a nyomtatótálca helyes beállításával kezdődik. Ez azt jelenti, hogy a nyomtatófej és a tálca közötti hézagot optimálisra állítjuk; egyes gépeken a szintezés automatikusan történik, a többin állítócsavarok segítségével lehet ezt megoldani.
Ha a hézag túl kicsi, akkor az első réteg nem fog tudni kijönni a gépből, ami beégéshez, duguláshoz is vezethet. Ha túl nagy a hézag, akkor pedig a levegőbe extrudálunk, tehát a réteg nem fog rendesen megtapadni a felületen. A kézi szintezésű nyomtatókhoz a gyártók mellékelnek szintezőkártyát, de ezt helyettesíthetjük egy névjegykártyával, vagy akár egy vastagabb papírlappal is. Ez az első pár alkalommal nehézkesnek tűnhet, de ha egyszer ráérez az ember, onnantól gyerekjáték. A jobb minőségű gépeknél egyébként sem kell újraállítani a hézagot a fúvóka cseréjéig, tehát ezzel várhatóan nem lesz sok gond.
Alapanyag, hőmérséklet, falak
Az alapanyag (ABS, PLA, HIPS stb.) határozza meg leginkább a nyomtatási beállítások játékterét, ahogy ezt korábban már kifejtettük egy filamentgyártó cég vezető vegyészmérnökének segítségével. A lehetséges alternatívák közül kezdésnek a PLA-t javasoljuk, abból is a nyomtatót gyártó cég által ajánlottat, így érhető el legkönnyebben a kívánt eredmény.
Hirdetés
Amennyiben a nyomtató rendelkezik fűthető tálcával, a tárgyak sokkal könnyebben tapadnak meg a felületén. Annak, aki gyengébb minőségű alapanyagot választ, még így is érdemes ragasztót használnia. Erre a célra tökéletesen megfelel bármilyen vízben oldódó papírragasztó stift (PVA), nem kell a méregdrága, nyomtatókellékes ragasztót vásárolni, mert gyakorlatilag ugyanazt árulják a webshopok átcímkézve, amivel a gyerek technikaórán is dolgozik.
A tárgyak megtapadását elősegíthetjük másféle módszerekkel is, az egyik a brim, a másik pedig a raft. Míg előbbi a tálcával érintkező részek köré rajzolt egyrétegű tapadófelület (jó szolgálatot tehet mondjuk egy asztal nyomtatásakor), utóbbi a nyomtatandó tárgy alá kerülő, több rétegből álló rácsháló, ami talpként funkcionál. Mindkét megoldás lényege az érintkező felületek növelése. A profik sok esetben akkor is raftot használnak, ha nem akarnak sima, fényes alsó réteget, hanem kicsit durvább felületet szeretnének elérni.
Brim és raft [+]
A filament típusához egyedi hőmérséklettartományokat javasolnak a gyártók, a PLA például 190-235 °C között, az ABS jellemzően 230-250 °C között nyomtatható. Az, hogy adott keretek között milyen hőfokot válasszunk, függ a nyomtatandó tárgy formájától, a sebességtől, de még a filament színétől is. A PLA használatához nem feltétlenül szükséges a fűthető tálca, ha van, akkor jellemzően 60-80 °C közé melegítjük. Az ABS sokkal érzékenyebb a tálcahőmérsékletre, az ajánlás szerint 80-100 Celsius-fokra érdemes állítani az értéket.
200 °C, 210 °C, 215 °C, 220 °C [+]
A szeletelőprogramban meg kell adni a rétegek magasságát, ez alapjaiban határozza meg az elkészült tárgy részletességét. Minél alacsonyabb értéket választunk, annál részletgazdagabb eredményt kapunk, viszont ennek ára van, méghozzá az idő. A legtöbb szálbehúzásos (FFF) nyomtató 0,4 mm-es fúvókával rendelkezik, ehhez 0,1 mm magas rétegeket választani jó ötlet, ha azonban kevés a részlet, nyugodtan lehet 0,2 mm-esre állítani a rétegeket, ezzel jelentősen felgyorsítva a nyomtatási folyamatot.
A rétegek magasságához kapcsolódóan még egy fontos beállítást találunk a szeletelőprogramokban, méghozzá az első réteg magasságának egyedi beállítását. Ezt vastagabbra véve a többi rétegnél nagyobb eséllyel tapad majd meg a modell, illetve segít abban is, hogy az esetleg nem tökéletesen beállított tálcából adódó hibákat kiküszöböljük.
Sebesség, visszahúzás, adhézió
A 3D nyomtatásban legtöbbször nincs szükség teljes kitöltésre, a készítendő tárgy felhasználási módjától függ elsősorban, hogy mekkorára érdemes állítani ezt az értéket. A legtöbb szeletelőprogramban 15-19 százalék közötti alapbeállítással találkozunk, ami megfelelő belső szerkezetet ad, de bizonyos esetekben üreges, vagy sokkal masszívabb, akár 50-75 százalékos kitöltöttségű tárgyakat is nyomtathatunk.
220 °C, 215 °C, 210 °C, 200 °C [+]
Ehhez szorosan kapcsolódnak a falvastagsági értékek, melyeket vagy milliméterben, vagy rétegben kell meghatározni. Ezt a beállítást érdemes minden nyomtatás előtt végiggondolni, mind a függőleges, mind a vízszintes falvastagság tekintetében. Egyes gyengébb minőségű filamentek nem fednek olyan jól, mint drágább társaik, ha rendelkezünk ilyen információval, érdemes vastagabb falakkal dolgozni. Attól senki ne féljen, hogy ez növeli a nyomtatott tárgy méreteit, mert a szeletelő befelé vastagítja a falakat, ha szükséges, és kizárólag addig nyújtózik, míg a takaró ér, tehát ha az objektum eleve vékonyabb, mint a választott falvastagság, akkor az érintett területek teljes kitöltést kapnak, nem vastagodnak tovább.
Philament PLA (a két bal oldali) és Devil Design PLA (a két jobb oldali) – 215 °C, 205 °C, 205°C, 215 °C [+]
Fontos beszélni a visszahúzás mértékéről is (retraction); ez a beállítás arra való, hogy amikor két pont között közlekedik a fej, mi történjen a filamenttel. Beállíthatjuk, hogy mennyit, és milyen gyorsan húzzon vissza a nyomtató a szálból, ezzel elkerülhető a kéretlen folyás, utánhúzás. Ha nem jól állítjuk be a visszahúzás mértékét, könnyen dugulást idézhetünk elő. A magasabb hőmérsékletekhez gyorsabb szálvisszahúzás javallott.
Ami 215 °C fokon elégséges visszahúzás, 220 °C-on már elfolyik [+]
Elérkeztünk az egyik kritikus ponthoz, a nyomtatási sebességhez. Ahogy arról korábban már írtunk, egyes filamentekbe kevernek különböző csúsztatóanyagokat, amik segítik a gyorsabb nyomtatást, míg másokba nem vagy csak kevesebbet. Új márkájú vagy típusú filament használatakor érdemes próbanyomtatást végezni, de alapvetően elmondható, hogy 30-80 mm/s között fogunk értelmezhető eredményt kapni. Nagyon sok múlik azon, mennyire stabil a nyomtató, mert bizonyos sebességtartományokban nem kívánt vibráció léphet fel, ami miatt a nyomtatott tárgy felülete inkonzisztenssé válhat. A CraftBotnál például azt mondják, 50 mm/s feletti sebességgel nem lehet szép tárgyakat készíteni. Azt is meg kell azonban jegyezni, hogy a túl alacsonyra állított sebesség mellett a fúvóka megégetheti a már kinyomott anyagot, megfolyhat a kész modell. A lassabb nyomtatáshoz jellemzően alacsonyabb hőfok is társul!
A CraftBot2 alapsebessége (60 mm/s) sok volt a csúsztatót nem tartalmazó Devil Design PLA-nak [+]
A szeletelőprogramokban lehetőség van támasztékok tervezésére is; ezek olyan dúcok, melyek segítenek a szép nyomat elkészítésében, és a nyomtatás végeztével könnyedén letörhetők az elkészült tárgyról. Van olyan szoftver, amiben kézi beállításokat is végezhetünk, de mindegyik képes arra, hogy a megadott feltételek alapján maga állítson tornyokat. Az alaptétel szerint 45 fokos dőlésszög felett szükség van támasztékok használatára.
A CraftWare támogatja a kézi támasztékolást is [+]
A modern 3D nyomtatókat a gyártók tárgyhűtő ventilátorokkal szerelik fel, azt viszont tudni kell, hogy ezek jó szolgálatot tesznek a PLA nyomtatása során, viszont például az ABS esetében nem szabad bekapcsolni őket, mert a túl gyors hőmérsékletváltozás miatt tárgyaink vetemedni, esetleg törni fognak.
Felhasznált filamentek összehasonlítása
Cikkünkhöz készült képeinken kétféle PLA-t használtunk, a magyar Philament (PHI) piros filamentjét, illetve a szlovák Devil Design (DD) zöld filamentjét. A magyar szál kilója 10 ezer forintba kerül, a szlovák 5200 forinttól érhető el. Az árkülönbség elméleti okairól itt írtunk, lássuk a gyakorlatot.
A felső réteg vastagsága kevés a filament fedőképességéhez képest [+]
Azonos nyomtatási beállítások mellett a DD filamentje nem akart megtapadni a fűtött tálcán sem ragasztó nélkül, míg a PHI műanyagja gond nélkül tette a dolgát. A CraftWare Ultra minőség alapbeállításai mellett (0,1 mm rétegmagasság, 215 °C, 60 mm/s, 60 °C-os tálca, 0,8 mm-es oldalfal, 0,3 mm-es tetővel) mind a két nyomtatással akadtak gondok. Bár a Philament alapanyaga lényegesen közelebb állt a jóhoz, ám a tetőfalat alkotó 3 réteg kevésnek bizonyult, itt is lyukak jelentek meg a kész modellen, viszont lényegesen kisebbek és jóval kevesebb, mint a Devil Design filamentjét használva.
[+]
A CraftBot vibrációira is rosszabbul reagált a DD műanyagja, ez jól látszik az oldalnézetben készült képeken megfigyelhető "szellemvonalakon". Markáns különbség még, hogy a szlovák szál színvisszaadása nem tökéletes, míg a PHI pirosa tartotta az árnyalatot nyomtatás után is, míg a másik vesztett telítettségéből.
Megnéztük azt is, mit bír a CraftBotot gyártó CraftUnique által a géphez ajánlott Philament szál, meddig lehet növelni a sebességet. A gyártó 40-80 mm/s sebességet javasol azzal a kitétellel, hogy a legjobb minőség eléréséhez az 50 mm/s ajánlott. Mivel az alapbeállítás 60 egység, mégis ennél maradtunk, majd kipróbáltuk a 70 és 80 mm/s gyorsítást is.
A vibráció meglátszik a modellen is [+]
A várakozásoknak megfelelően a sebesség növelésével arányosan nőtt a vibráció is, ami a nyomtatott modell ferde falain is látványos minőségbeli romlást eredményezett. Érdekes módon azonban a függőleges falak rajzolását nem befolyásolta jelentős mértékben ez a jelenség.
Összességében elmondható, hogy kompromisszumokkal, de a féláron kapható szlovák filament is használható, viszont a megfelelő eredményhez mindenképpen hozzá kell nyúlni a beállításokhoz. A Philament filamentje ezzel szemben jól vizsgázott, egyedül az Ultra minőség tetővastagsága fogott ki rajta, ez viszont a Normál minőségű nyomtatás során nem jelentett problémát, míg a DD esetében ebben az esetben sem kaptunk tökéletes eredményt.
(forrás: Philament, Devil Design) [+]
Ebből levonható a következtetés, hogy a CraftUnique saját szeletelőszoftvere, a CraftWare nem tökéletesen optimalizált, a 0,3-as függőleges falvastagság kevés, amit alapértelmezetten javasol az Ultra beállításokhoz. Bár valamivel nehezebb dolgozni a szlovák műanyaggal, de a magyar árából kétszeres mennyiségű PLA vásárolható, ami nem elhanyagolható anyagi előnyt jelent.
