Mikä kerroskorkeus on paras 3D-tulostukseen?

Roy Hill 07-07-2023
Roy Hill

3D-tulostettujen kohteiden kerroskorkeus on tärkeä laadun, nopeuden ja jopa lujuuden kannalta. On hyvä selvittää, mikä kerroskorkeus on paras tilanteeseesi.

Olen miettinyt, mikä on paras kerroskorkeus tietyissä 3D-tulostustilanteissa, joten tein asiasta tutkimusta ja jaan sen tässä postauksessa.

Paras kerroskorkeus 3D-tulostuksessa tavalliselle 0,4 mm:n suuttimelle on välillä 0,2 mm ja 0,3 mm. Tämä kerroskorkeus tarjoaa tasapainon nopeuden, resoluution ja tulostuksen onnistumisen välillä. Kerroskorkeuden tulisi olla 25-75 % suuttimen halkaisijasta, tai tulostuksessa voi ilmetä ongelmia.

Sinulla on perusvastaus, mutta odota, siinä ei ole vielä kaikki! On muitakin yksityiskohtia, jotka on otettava huomioon, kun määrittelet itsellesi parhaan kerroskorkeuden, joten jatka lukemista saadaksesi lisätietoja.

Jos olet kiinnostunut näkemään joitakin parhaita työkaluja ja tarvikkeita 3D-tulostimiin, löydät ne helposti klikkaamalla tästä (Amazon).

    Mikä on kerroksen korkeus, kerroksen paksuus tai resoluutio?

    Ennen kuin alamme valita, mikä kerroskorkeus on paras, meidän kaikkien on oltava samalla sivulla siitä, mitä kerroskorkeus on.

    Pohjimmiltaan kerroskorkeus on siis mitta, yleensä millimetreinä, jonka suutin pursottaa 3D-tulostuksen jokaista kerrosta kohti. 3D-tulostuksessa se tunnetaan myös nimellä kerrospaksuus ja resoluutio, koska se tekee 3D-tulosteesta laadukkaamman.

    Jos ajattelet yksityiskohtaista esinettä, suuri kerroskorkeus tarkoittaa, että yksityiskohdat eivät riitä kovin pitkälle. Se on kuin yrittäisit rakentaa yksityiskohtaisen esineen Lego-palikoilla, palikat ovat aivan liian suuria, jotta yksityiskohdat pääsisivät kunnolla esiin.

    Mitä pienempi kerroskorkeus tai "rakennuspalikat" ovat, sitä parempi laatu, mutta se johtaa myös siihen, että saman tulosteen saamiseksi on pursotettava enemmän kerroksia.

    Jos mietit "vaikuttaako kerroskorkeus tulostuslaatuun?", se vaikuttaa suoraan, samoin kuin mittatarkkuus. Mitä pienempi kerroskorkeus tai suurempi resoluutio, sitä enemmän 3D-tulostetut osat ovat mittatarkkoja ja tulostuslaatu on parempi.

    Kerroksen korkeus on periaatteessa sama kuin resoluutio.

    Nyt kun meillä on tämä perusymmärrys kerroskorkeudesta, vastataan pääkysymykseen, joka koskee parhaan kerroskorkeuden valitsemista 3D-tulostusta varten.

    Mikä kerroskorkeus on paras 3D-tulostuksessa?

    Tähän kysymykseen ei ole kaikkein suoraviivaisin vastata, koska se riippuu mieltymyksistäsi.

    Tarvitsetko salamannopean tulostuksen, jotta saat ne ulos mahdollisimman pian? Valitse sitten suurempi kerroskorkeus.

    Haluatko taiteellisen teoksen, jossa on erittäin yksityiskohtaisia osia ja vertaansa vailla olevaa tarkkuutta? Valitse sitten pienempi kerroskorkeus.

    Kun olet määrittänyt nopeuden ja laadun välisen tasapainon, voit valita, mikä kerroskorkeus olisi hyvä 3D-tulostustilanteessasi.

    Hyvä kerroskorkeus, joka toimii useimmissa tilanteissa, on 0,2 mm. Tämä on tyypillinen kerrospaksuus 3D-tulostuksessa, koska oletussuutin on 0,4 mm ja hyvä sääntö on käyttää kerroskorkeutena noin 50 % suuttimen halkaisijasta.

    Kun kyseessä on esimerkiksi PPE-kasvosuojien ja -kasvonsuojien 3D-tulostaminen, päätavoitteesi on saada ne tulostettua mahdollisimman nopeasti. Sen lisäksi, että valitsisit suuremman suuttimen, käyttäisit myös suurempaa kerroskorkeutta, kunnes se on täysin toimiva.

    Kun sinulla on yksityiskohtaisen, taiteellisen patsaan malli, jonka haluat näyttää kotonasi, tavoitteena on paras laatu. Voit valita pienemmän suuttimen halkaisijan ja käyttää pientä kerroskorkeutta, jotta saat erittäin suuren yksityiskohdan.

    Voit määrittää, mikä on paras, 3D-tulostamalla esineitä, kuten kalibrointikuution tai 3D-penkin, eri kerroskorkeuksilla ja tarkastamalla laadun.

    Pidä nämä vertailumalleina, jotta tiedät, kuinka hyvä laatu on, kun käytät näitä suuttimen halkaisijoita ja kerroskorkeusasetuksia.

    Sinun on kuitenkin muistettava, että suuttimen halkaisijasta riippuen kerroskorkeus voi olla pieni tai suuri.

    Suuttimen halkaisijaan nähden liian matala kerroskorkeus olisi aiheuttaa muovin työntymistä takaisin suuttimeen. ja sillä on vaikeuksia työntää hehkulankaa ulos ollenkaan.

    Suuttimen halkaisijaan nähden liian korkea kerroskorkeus olisi vaikeuttaa kerrosten kiinnittymistä toisiinsa. johtuen siitä, että suutin ei pysty puristamaan hyvällä tarkkuudella ja täsmällisyydellä.

    3D-tulostusyhteisössä on tunnettu ohje siitä, kuinka korkeaksi kerroskorkeus tulisi asettaa prosentteina suuttimen halkaisijasta.

    Cura alkaa jopa antaa varoituksia, kun syötät kerroksen korkeuden, joka on yli 80 % suuttimen halkaisijasta. Jos suuttimen halkaisija on siis 0,4 mm, mikä on vakiosuuttimen koko, saat varoituksen, kun kerroksen korkeus on 0,32 mm tai enemmän.

    Kuten aiemmin mainittiin, kerroksen korkeuden tulisi olla välillä 25 % & 75 % suuttimen halkaisijasta.

    Vakiomallisen 0,4 mm:n suuttimen kohdalla kerroskorkeus vaihtelee 0,1 mm:stä 0,3 mm:iin.

    Suuremmalle 1 mm:n suuttimelle se on hieman helpompi laskea, ja vaihteluväli on 0,25 mm & 0,75 mm.

    Keskikohta tai 50 prosentin raja on yleensä hyvä lähtökohta. Jos haluat parempaa laatua tai nopeampaa tulostusaikaa, voit säätää sitä sen mukaan.

    Hyvä kerroskorkeus PLA:lle tai PETG:lle on 0,2 mm 0,4 mm:n suuttimella.

    Miten kerroskorkeus vaikuttaa nopeuteen ja tulostusaikaan?

    Kuten aiemmin mainittiin, olemme todenneet, että kerroksen korkeus vaikuttaa objektin tulostusnopeuteen ja kokonaistulostusaikaan, mutta missä määrin? Tämä on onneksi melko helppo selvittää.

    Kerroskorkeus vaikuttaa tulostusaikaan, koska tulostuspään on tulostettava jokainen kerros yksi kerrallaan. Pienempi kerroskorkeus tarkoittaa, että objektissa on yhteensä enemmän kerroksia.

    Katso myös: Kuinka helposti poistaa reunukset ja lautat 3D-tulosteista?

    Jos kerroskorkeus on 0,1 mm (100 mikronia) ja säädät kerroskorkeuden 0,2 mm:iin (200 mikronia), kerrosten kokonaismäärä on käytännössä puolittunut.

    Esimerkiksi 100 mm korkeassa objektissa olisi 1 000 kerrosta 0,1 mm:n kerroskorkeudella ja 500 kerrosta 0,2 mm:n kerroskorkeudella.

    Kun kaikki asiat pysyvät ennallaan, tämä tarkoittaa, että kerroskorkeuden puolittaminen kaksinkertaistaa kokonaistulostusaikasi.

    Käytetään todellista esimerkkiä yksi ja ainoa, 3D Benchy (niitti 3D-tulostus esine testata tulostimen kyvyt) kolmen eri kerroksen korkeus, 0.3mm, 0.2mm & 0.1mm.

    0,3 mm:n Benchy kestää 1 tunti ja 7 minuuttia, ja siinä on yhteensä 160 kerrosta.

    0,2 mm:n Benchy kestää 1 tunti ja 35 minuuttia, ja siinä on yhteensä 240 kerrosta.

    0,1 mm:n Benchyn tulostamiseen kuluu 2 tuntia ja 56 minuuttia, ja sen tulostamiseen tarvitaan 480 yksittäistä kerrosta.

    Ero tulostusaikojen välillä:

    • 0,3 mm korkeus ja 0,2 mm korkeus on 41 % tai 28 minuuttia.
    • 0,2 mm:n ja 0,1 mm:n korkeus on 85 % tai 81 minuuttia (1 tunti 21 minuuttia).
    • 0,3 mm:n ja 0,1 mm:n korkeus on 162 % tai 109 minuuttia (1 tunti 49 minuuttia).

    Vaikka muutokset ovatkin hyvin merkittäviä, niistä tulee vielä merkittävämpiä, kun tarkastelemme suuria kohteita. 3D-malleissa, jotka kattavat suuren osan tulostuspohjasta, leveät ja korkeat, on suurempia eroja tulostusajoissa.

    Tämän havainnollistamiseksi viipaloin 3D Benchyn 300 %:n mittakaavassa, joka melkein täyttää rakennuslevyn. Erot tulostusaikojen välillä kunkin kerroskorkeuden osalta olivat valtavat!

    Alkaen suurimmasta kerroskorkeudesta 0,3 mm, eli nopeammasta tulostuksesta, tulostusaika on 13 tuntia ja 40 minuuttia.

    Seuraavaksi on vuorossa 0,2 mm:n 300 % Benchy, jonka kesto oli 20 tuntia ja 17 minuuttia.

    Lopuksi korkealaatuinen Benchy, jonka kerroskorkeus on 0,1 mm ja joka kesti 1 päivä, 16 tuntia ja 8 minuuttia!

    Ero tulostusaikojen välillä:

    • 0,3 mm:n ja 0,2 mm:n korkeus on 48 % eli 397 minuuttia (6 tuntia ja 37 minuuttia).
    • 0,2 mm:n korkeus ja 0,1 mm:n korkeus on 97 % eli 1 191 minuuttia (19 tuntia ja 51 minuuttia).
    • 0,3 mm:n ja 0,1 mm:n korkeus on 194 % eli 1588 minuuttia (26 tuntia ja 28 minuuttia).

    Kun verrataan normaalia ja 300 %:n Benchyä, nähdään erot suhteellisissa tulostusaikaeroissa.

    Kerroksen korkeus Benchy 300 %:n mittakaavan penkki
    0.3mm - 0.2mm 41% lisäys 48% lisäys
    0.2mm - 0.1mm 85 % lisäys 97% lisäys
    0.3mm - 0.1mm 162% lisäys 194% lisäys

    Tämä osoittaa, että jos tulostat suuria kohteita, kerroskorkeus vaikuttaa enemmän tulostusaikaan, vaikka laatu pysyy samana.

    Kerroskorkeuden ja tulostusaikojen välinen kompromissi tekee suuremmista kohteista hieman edullisempia valita suurempi kerroskorkeus.

    "Tietenkin", ajattelet, että useampi kerros tarkoittaa pidempää tulostusaikaa, mutta entä laatu?

    Miten kerroksen korkeus vaikuttaa laatuun?

    Riippuen siitä, miten itse näet asiat, et ehkä pysty erottamaan eroa 0,2 mm:n kerroskorkeudella ja 0,3 mm:n kerroskorkeudella varustetun tulosteen välillä, vaikka se onkin 50 % suurempi.

    Suuressa mittakaavassa nämä kerrokset ovat erittäin pieniä. Kun katsot kohdetta kaukaa, et todellakaan huomaa eroa. Vasta läheltä katsottuna ja kohteen ympärillä olevan hyvän valaistuksen ansiosta huomaat nämä laatuerot.

    Testiksi ja hyödylliseksi visuaaliseksi esimerkiksi tästä 3D-tulostin itse muutamia Benchyjä muutamalla eri kerroskorkeudella. Valitsin 0,1 mm, 0,2 mm ja 0,3 mm, mikä on alue, jota suurin osa 3D-tulostuksen käyttäjistä jäljittelee tulosteissaan.

    Katsotaanpa, pystytkö erottamaan erot, katso ja yritä selvittää, mikä on 0,1 mm, 0,2 mm ja 0,3 mm kerroskorkeus.

    Vastaa:

    Vasen - 0,2 mm. Keskimmäinen - 0,1 mm. Oikea - 0,3 mm.

    Hienoa työtä, jos sait sen oikein tehtyä! Kun tarkastelet Benchyjä tarkkaan, tärkein paljastava tekijä on etuosa. Voit nähdä kerrosten "portaat" selvemmin, kun kerroskorkeudet ovat suuremmat.

    Voit selvästi nähdä 0,1 mm:n kerroskorkeuden Benchyn tasaisuuden koko tulostuksessa. Kaukaa katsottuna sillä ei ehkä ole suurta merkitystä, mutta mallisi mukaan jotkin osat eivät ehkä onnistu tulostamaan suurilla kerroskorkeuksilla.

    Pienemmillä kerroskorkeuksilla pystytään käsittelemään paljon paremmin esimerkiksi ylivuotoja, koska edellisen kerroksen päällekkäisyys ja tuki on suurempi.

    Jos katsoisit näitä kaukaa, huomaisitko todella laatueron?

    Kun haluat määrittää parhaan kerroskorkeuden 3D-tulostimellesi, kysy itseltäsi, haluatko laadun paranevan ajan myötä ja määrän kasvavan, jos tulostat monia osia.

    Suuttimen koko vaikuttaa kerroksen korkeuteen, sillä se rajoittaa sen korkeutta tai mataluutta 25-75 %:n säännön mukaisesti.

    Vaikuttaako kerroskorkeus lujuuteen? Onko korkeampi kerroskorkeus vahvempi?

    CNC Kitchen on luonut niittivideon siitä, mikä kerroskorkeus on paras lujuuden kannalta, olipa se sitten matalan yksityiskohdan suuri kerroskorkeus tai erittäin tarkka pieni kerroskorkeus. Se on hieno video, jossa on visuaalista materiaalia ja hyvin selitettyjä käsitteitä, jotka antavat sinulle vastauksen.

    Tiivistän videon sinulle, jos haluat nopean vastauksen!

    Voisi luulla, että joko suurin tai pienin kerroskorkeus olisi paras, mutta vastaus on itse asiassa melko yllättävä: se ei ollut kumpikaan ääriarvoista, vaan jotain siltä väliltä.

    Testattuaan useita koukkuja 0,05 mm:n ja 0,4 mm:n kerroskorkeuksilla hän havaitsi, että lujuuden kannalta paras kerroskorkeus oli 0,1 mm & 0,15 mm.

    Se, mikä kerroskorkeus toimii parhaiten, riippuu siitä, minkä kokoinen suutin sinulla on.

    Ender 3 Magic Number Kerroksen korkeus

    Olet ehkä kuullut termin "Magic Number", kun puhutaan tietyn 3D-tulostimen kerroskorkeudesta. Tämä johtuu siitä, että Z-akselin askelmoottorit liikkuvat 0,04 mm:n askelin ja työntävät kuumennuspäätä tämän matkan.

    Se toimii Ender 3:ssa, CR-10:ssä, Geeetech A10:ssä ja monissa muissa 3D-tulostimissa, joissa on sama lyijyruuvi. Sinulla on M8-lyijyruuveja, TR8x1,5-trapetsiruuvi, SFU1204 BallScrew ja niin edelleen.

    Mikroaskelilla on mahdollista liikkua arvojen välillä, mutta nämä kulmat eivät ole yhtä suuret. Askelmoottorin luonnollista pyörimistä käytetään siirtämällä kuumaa päätä 0,04 mm:n askelin.

    Tämä tarkoittaa sitä, että jos haluat Ender 3:n ja useiden muiden 3D-tulostimien tulostuslaadun olevan paras mahdollinen, sinun on käytettävä 0,1 mm:n kerroskorkeuden sijasta 0,08 mm:n tai 0,12 mm:n kerroskorkeutta ja niin edelleen.

    Näiden maagisten lukujen käyttämisellä on se vaikutus, että epätasaisista mikroaskelkulmista johtuvat kerroskorkeuden vaihtelut tasoitetaan, jolloin kerroskorkeus on kauttaaltaan tasainen.

    CHEPin Chuck kuvailee tätä hyvin YouTubessa, jonka voit katsoa alla.

    Yksinkertaisesti sanottuna askelmittari ei anna palautetta, joten tulostimen on noudatettava komentoa ja oltava mahdollisimman hyvässä asennossa. Askelmittarit liikkuvat yleensä täysillä tai puolikkailla askeleilla, mutta kun liikutaan näiden välissä, on useita muuttujia, jotka määrittävät näiden mikroaskeleiden askeletäisyydet.

    Taikaluvuilla vältetään tämä toiveikas peli tarkkojen liikkeiden saavuttamiseksi ja käytetään puolikkaita ja täysiä askeleita parhaan tarkkuuden saavuttamiseksi. Käskettyjen askelten ja todellisten askelten välinen virhetaso tasoittuu joka askeleella.

    0,04 mm:n lisäksi on olemassa toinen arvo 0,0025 mm, joka on 1/16 mikroaskeleen arvo. Jos käytät mukautuvia kerroksia, sinun tulisi käyttää arvoja, jotka voidaan jakaa 0,0025:llä, tai rajoittaa ne 0,02 mm:n puoliaskeleen tarkkuuteen.

    Optimaalisen kerroksen korkeuden laskuri

    Josef Prusa loi suloisen laskurin, jolla voit määrittää optimaalisen kerroskorkeuden 3D-tulostimellesi. Syötät vain joitakin parametreja, ja se antaa sinulle tietoa ihanteellisesta kerroskorkeudesta.

    Monet ihmiset ovat suositelleet ja käyttäneet tätä laskuria, joten kannattaa tutustua siihen itse.

    Mikä on paras kerroskorkeus Ender 3:lle?

    Paras kerroskorkeus Ender 3:lle on välillä 0,12 mm ja 0,28 mm riippuen haluamastasi laadusta. Korkealaatuisiin tulosteisiin, joissa haluat eniten yksityiskohtia, suosittelen kerroskorkeutta 0,12 mm. Heikompilaatuisiin, nopeampiin 3D-tulosteisiin kerroskorkeus 0,28 mm on erinomainen kerroskorkeus, joka tasapainottaa hyvin.

    Katso myös: Mitkä paikat Korjaa & Korjaa 3D-tulostimet? Korjauskustannukset

    Mitkä ovat pienen kerroskorkeuden käytön haitat?

    Koska tulostusaika pitenee pienemmän kerroskorkeuden myötä, tulostuksessa on myös enemmän aikaa mennä pieleen.

    Ohuemmat kerrokset eivät aina johda parempiin tulosteisiin, vaan ne voivat jopa haitata tulosteita pitkällä aikavälillä. Mielenkiintoinen asia pienempien kerrosten kohdalla on se, että tulosteissa on yleensä enemmän artefakteja (epätäydellisyyksiä).

    Ei ole hyvä ajatus jahdata pientä kerroskorkeutta joillekin erittäin korkealaatuisille objekteille, koska saatat vain päätyä käyttämään huomattavasti enemmän aikaa tulosteeseen, joka ei edes näytä hyvältä.

    Oikean tasapainon löytäminen näiden tekijöiden välillä on hyvä tavoite valita itsellesi paras kerroskorkeus.

    Jotkut miettivät, onko pienempi kerroskorkeus parempi, ja vastaus on, että se riippuu tavoitteistasi, kuten edellä mainittiin. Jos haluat korkealaatuisia malleja, pienempi kerroskorkeus on parempi.

    Kun tarkastelet suuttimien kokoja ja kerroskorkeuksia, saatat kysyä, kuinka pienellä 0,4 mm:n suuttimella voi tulostaa. 25-75 %:n ohjeen mukaan 0,4 mm:n suutin voisi tulostaa 0,1 mm:n kerroskorkeudella.

    Vaikuttaako kerroksen korkeus virtausnopeuteen?

    Kerroskorkeus vaikuttaa virtausnopeuteen, koska se määrittää suuttimesta pursotettavan materiaalin määrän, mutta se ei muuta viipalointilaitteessa asetettua varsinaista virtausnopeutta. Virtausnopeus on erillinen asetus, jota voit säätää, ja sen oletusarvo on yleensä 100 %. Suurempi kerroskorkeus pursottaa enemmän materiaalia.

    3D-tulostuksen kerroksen korkeus vs suuttimen koko

    Kerroskorkeuden ja suuttimen koon suhteen kannattaa yleensä käyttää kerroskorkeutta, joka on 50 % suuttimen koosta tai halkaisijasta. Maksimikerroskorkeuden tulisi olla noin 75-80 % suuttimen halkaisijasta. 3D-tulostetun kohteen kerroskorkeuden määrittämiseksi tulosta omat pienet 3D-testitulosteet eri kokoisina ja valitse haluamasi.

    Jos rakastat laadukkaita 3D-tulosteita, rakastat AMX3d Pro Grade 3D Printer Tool Kit -työkalupakettia Amazonista. Se on niitti 3D-tulostustyökaluja, jotka antavat sinulle kaiken, mitä tarvitset 3D-tulosteiden poistamiseen, puhdistamiseen ja viimeistelyyn.

    Se antaa sinulle mahdollisuuden:

    • Puhdista 3D-tulosteet helposti - 25-osainen sarja, jossa on 13 veitsenterää ja 3 kahvaa, pitkät pinsetit, neulapihdit ja liimapuikko.
    • Poista 3D-tulosteet yksinkertaisesti - lopeta 3D-tulosteiden vahingoittaminen käyttämällä yhtä kolmesta erikoistuneesta poistotyökalusta.
    • Viimeistele 3D-tulostuksesi täydellisesti - 3-osainen, 6-osainen tarkkuuskaapimen/piikin/veitsen terän yhdistelmä pääsee pieniin rakoihin ja saa aikaan upean viimeistelyn.
    • Ryhdy 3D-tulostuksen ammattilaiseksi!

    Roy Hill

    Roy Hill on intohimoinen 3D-tulostuksen harrastaja ja teknologiaguru, jolla on runsaasti tietoa kaikista 3D-tulostukseen liittyvistä asioista. Yli 10 vuoden kokemuksella alalta Roy on hallinnut 3D-suunnittelun ja -tulostuksen taiteen, ja hänestä on tullut uusimpien 3D-tulostustrendien ja -tekniikoiden asiantuntija.Roylla on koneinsinöörin tutkinto Kalifornian yliopistosta Los Angelesista (UCLA), ja hän on työskennellyt useissa hyvämaineisissa 3D-tulostuksen yrityksissä, mukaan lukien MakerBot ja Formlabs. Hän on myös tehnyt yhteistyötä useiden yritysten ja yksityishenkilöiden kanssa luodakseen räätälöityjä 3D-tulostettuja tuotteita, jotka ovat mullistaneet heidän toimialansa.3D-tulostuksen intohimonsa lisäksi Roy on innokas matkustaja ja ulkoilun harrastaja. Hän viettää mielellään aikaa luonnossa, vaeltaa ja telttailee perheensä kanssa. Vapaa-ajallaan hän myös mentoroi nuoria insinöörejä ja jakaa 3D-tulostustietonsa eri alustojen kautta, mukaan lukien suositun bloginsa, 3D Printerly 3D Printing, kautta.