Размер сопла и материал существенно влияют на результаты 3D-печати, особенно при использовании более абразивных материалов. Вы хотите быть уверены, что выбираете сопла оптимального размера и материал для своего проекта, и эта статья поможет вам в этом.

Лучший способ определить размер сопла и материал - это знать свои цели: хотите ли вы получить детализированную модель или напечатать несколько моделей в кратчайшие сроки. Если вам нужна детализация, выбирайте сопло небольшого размера, а если вы печатаете абразивным материалом, используйте сопло из закаленной стали.

Когда вы продвинетесь дальше по пути 3D-печати, вы начнете вносить улучшения в несколько областей, которые повысят качество печати.

Остальная часть этой статьи поможет вам в области размера сопла и материала и даст вам некоторую полезную информацию, которая должна помочь вам на этом пути, так что продолжайте читать.

Как выбрать правильный размер сопла для 3D-печати?

Обычно размер сопла варьируется от 0,1 мм до 1 мм, и вы можете выбирать из различных вариантов в зависимости от ваших требований. 0,4 мм считается стандартным размером сопла для 3D-принтера, и почти все производители включают сопло такого размера в свои принтеры.

Сопло - одна из самых важных частей 3D-принтера, которая участвует в процессе печати 3D-моделей.

Есть важное решение в балансе между скоростью и качеством, где, если вы печатаете большой, функциональный предмет, то больший диаметр сопла, например, 0,8 мм, будет в самый раз.

С другой стороны, если вы печатаете детальную модель, например, миниатюру, то наиболее целесообразно использовать от 0,4 мм до 0,2 мм.

Помните, что некоторые 3D-принтеры ограничены в разрешении печати, при этом разрешение печати на FDM 3D-принтерах обычно составляет от 0,05 мм до 0,1 мм или 50-100 микрон. Маленькое сопло не будет иметь большого значения в этих случаях.

Ниже я немного подробнее расскажу, какие факторы влияют на выбор меньшего или большего сопла для вашего 3D-принтера.

Нужно ли использовать маленький диаметр сопла 3D принтера? - 0,4 мм & Ниже

Разрешение, точность & время печати меньших сопел

Как уже говорилось ранее, вы получите наилучшее разрешение и точность при использовании сопел меньшего размера - 0,4 мм, вплоть до 0,1 мм, хотя время, затрачиваемое на создание каждой 3D-модели, будет значительно выше.

Я поместил Makerbot Headphone Stand из Thingiverse в Cura и установил различные диаметры сопел, от 0,1 мм до 1 мм, чтобы сравнить общее время печати.

Насадке 0,1 мм требуется 2 дня, 19 часов и 55 минут, при использовании 51 г материала.

Насадке 0,2 мм требуется 22 часа 23 минуты при использовании 55 г материала

Для стандартной насадки 0,4 мм требуется 8 часов 9 минут при использовании 60 г материала.

Насадка 1 мм занимает всего 2 часа и 10 минут, но при этом расходуется колоссальное количество материала - 112 г!

Обычно между этими соплами существует значительная разница в разрешении и точности, но при такой простой конструкции, как выше, вы не увидите такой огромной разницы, потому что нет никаких точных деталей.

Что-то вроде модели Дэдпула потребует точности режима, поэтому вы определенно не захотите использовать для этого сопло 1 мм. На фото ниже я использовал сопло 0,4 мм, и получилось довольно хорошо, хотя сопло 0,2 мм было бы намного лучше.

Хотя вам не обязательно переходить на сопло 0,2 мм, и вы можете просто уменьшить высоту слоя, чтобы воспользоваться преимуществами такой точности. Только если вы хотите использовать настолько маленькую высоту слоя, что она выпадает из 25% диапазона рекомендаций по соотношению диаметра сопла и высоты слоя.

Поэтому для модели Дэдпула я мог бы использовать высоту слоя 0,1 мм, а не 0,2 мм, как было раньше.

В некоторых случаях линии слоя могут быть полезны для конечной модели, если вы ищете необработанный, грубый вид.

Легче удалять опоры с помощью меньших насадок

Так, еще один фактор, который вступает в игру с меньшими соплами, - это опоры и их более легкое удаление. Поскольку мы имеем большую точность, это также идет нам на пользу при 3D-печати опор, так что они не выдавливаются слишком сильно и прочно связываются с моделью.

Опоры, напечатанные из сопла малого диаметра, обычно легче удалить по сравнению с опорами, 3D напечатанными из большого сопла.

На самом деле я написал статью о том, как сделать опоры для 3D-печати более легкими для удаления, с которой вы можете ознакомиться.

Маленькие форсунки создают проблемы с засорением

Сопла меньшего диаметра не могут выдавливать столько расплавленной нити, сколько большие сопла, поэтому им требуется меньшая скорость потока. Чем меньше сопло, тем больше оно подвержено засорению из-за меньшего отверстия.

Если вы столкнулись с проблемой засорения при использовании сопла меньшего диаметра, вы можете попробовать увеличить температуру печати, или, что более полезно, снизить скорость печати, чтобы экструзия из сопла соответствовала потоку экструдера.

Очень маленькая высота слоя

Рекомендуется, чтобы высота слоя составляла от 25% до 80% от размера сопла, что означает, что сопло малого диаметра будет иметь очень маленькую высоту слоя. Например, сопло диаметром 0,2 мм будет иметь минимальную высоту слоя 0,05 и максимальную 0,16 мм.

Высота слоя является наиболее значимым фактором, определяющим точность печати и время печати, поэтому правильная балансировка очень важна.

Насадки меньшего размера имеют более качественные свесы

Когда вы пытаетесь успешно напечатать свес, который представляет собой длинную экструзию материала между двумя возвышенными точками, считается, что они работают намного лучше с меньшими соплами.

Это происходит в основном потому, что свесы помогают охлаждающим вентиляторам, которые работают лучше при охлаждении меньшей высоты слоя или ширины линии, поскольку охлаждать приходится меньше материала. Это приводит к более быстрому охлаждению, поэтому материал затвердевает в воздухе без особых проблем.

Кроме того, при расчете степени свеса в модели, более толстые слои будут иметь большее расстояние свеса, которое необходимо преодолеть, в то время как более тонкие слои имеют большую поддержку со стороны нижележащего слоя.

Это приводит к тому, что тонкие слои на маленьком сопле должны преодолевать меньший выступ.

В видеоролике рассказывается о том, как получить действительно хорошие свесы при 3D-печати.

Маленькие форсунки могут иметь проблемы с абразивной нитью

Аналогично проблеме с засорением, сопла меньшего диаметра не лучше использовать при 3D-печати абразивным материалом. Они не только могут засориться, но и повредить отверстие сопла, что будет иметь больший эффект при использовании точного, маленького сопла.

Абразивные нити, которых следует избегать, - это нити с древесным наполнителем, светящиеся в темноте, медные нити и нейлоновый композит из углеродного волокна.

С этими абразивными нитями все еще можно использовать сопло меньшего размера, но я бы постарался избежать этого в большинстве случаев.

Стоит ли выбирать большой диаметр сопла 3D-принтера? - 0,4 мм и выше

Мы уже говорили о значительной экономии времени при использовании насадки большего размера в разделе выше, поэтому давайте рассмотрим еще несколько аспектов.

Прочность

Компании CNC Kitchen и Prusa Research изучили разницу в прочности 3D-отпечатков при использовании маленьких и больших сопел и пришли к выводу, что большие сопла гораздо лучше обеспечивают прочность.

Например, если у вас 3 периметра в 3D-печати, то используйте сопло большего размера, вы будете экструдировать большие стенки, что приведет к увеличению прочности.

Можно выдавливать толстые стенки с помощью меньшего сопла, но если учесть еще и время, то придется чем-то пожертвовать.

Вы можете увеличить ширину линий и высоту слоя 3D-печати с помощью меньшего сопла, но в определенный момент у вас могут возникнуть проблемы с успешной печатью объектов.

Компания Prusa обнаружила преимущество использования более крупного сопла: переход с 0,4 мм на 0,6 мм сопло дал объектам увеличение ударопрочности на 25,6%.

Большое сопло обеспечивает дополнительную прочность, особенно конечным деталям. Результаты исследования Prusa Research утверждают, что объект, напечатанный большим соплом, обладает большой прочностью и имеет более высокую способность к поглощению ударов.

По данным исследования, модель, напечатанная с помощью сопла диаметром 0,6 мм, может поглотить на 25% больше энергии по сравнению с объектом, напечатанным с помощью сопла диаметром 0,4 мм.

Засорение менее вероятно при использовании большого сопла

Аналогично тому, как засорение возможно при использовании маленьких сопел, вероятность засорения больших сопел меньше, поскольку они имеют больше свободы в отношении скорости потока нити. Большие сопла не будут создавать такое большое давление и испытывать трудности с выдавливанием нити в линию с экструдером.

Ускоренное время печати

Сопло большого диаметра позволит выдавить большее количество нити, что приведет к более быстрой печати модели.

Эти сопла идеально подходят, когда вам нужно напечатать объект, не требующий привлекательного внешнего вида и не очень сложный. Это также идеальный выбор, когда речь идет об экономии времени.

Абразивные нити легче проходят через большое сопло

Если вы хотите печатать на 3D-пластинках с абразивным материалом, я бы рекомендовал использовать стандартные сопла диаметром 0,4 мм или больше, поскольку они менее склонны к засорению.

Даже если засорится насадка большего диаметра, вам будет легче устранить проблему по сравнению с насадкой меньшего диаметра, например, 0,2 мм.

Еще одним более важным фактором, когда речь идет об абразивных нитях, является материал насадки, которую вы используете, поскольку стандартная латунная насадка не прослужит долго, будучи более мягким металлом.

Высота слоя больше

При больших размерах сопла высота слоя будет выше.

Как рекомендуется, высота слоя не должна превышать 80% от размера сопла, поэтому при диаметре сопла 0,6 мм максимальная высота слоя должна составлять 0,48 мм, а при диаметре сопла 0,8 мм максимальная высота слоя может быть 0,64 мм.

Низкое разрешение & точность

Как уже упоминалось выше, качество печати не будет очень детализированным при увеличении диаметра сопла.

Поскольку большое сопло экструдирует более толстые слои, его следует использовать, когда не требуется высокая точность или высокое разрешение. Большое сопло - идеальный выбор для 3D-печати.

Какой размер сопла для 3D-принтера выбрать?

Для стандартной 3D-печати лучше всего выбрать сопло размером 0,4 мм. Если вы хотите печатать высокодетализированные модели, используйте сопло 0,2 мм. Если вы хотите печатать быстрее, используйте сопло 0,8 мм. Для абразивных материалов, таких как древесно-наполненный PLA, хорошо подходит сопло 0,6 мм или больше.

Вам не обязательно выбирать только один размер сопла. С соплами для экструдера LUTER 24PCs MK8 M6 от Amazon вы можете попробовать их сами!

Я всегда рекомендую попробовать несколько диаметров сопел, чтобы вы могли на собственном опыте понять, что это такое. Вы почувствуете увеличение времени печати с меньшими соплами и увидите более низкое качество отпечатков с большими соплами.

Вы получаете:

• x2 0.2 мм
• x2 0.3 мм
• x12 0,4 мм
• x2 0.5 мм
• x2 0.6 мм
• x2 0.8 мм
• x2 1 мм
• Бесплатный ящик для хранения

С опытом вы будете гораздо лучше подготовлены, чтобы решить, какое сопло выбрать для каждой 3D-печати. Многие люди просто придерживаются сопла 0,4 мм, потому что это более простой выбор, но есть много преимуществ, которые люди упускают.

Что-то вроде функциональной 3D-печати или даже вазы может выглядеть потрясающе с соплом 1 мм. Функциональные 3D-печати не обязательно должны выглядеть красиво, поэтому сопло 0,8 мм может быть очень оправданным.

Для детальной миниатюры, например, фигурки или 3D-печати головы известного человека, лучше использовать меньшее сопло, например, 0,2 мм.

Существуют различные факторы, которые следует учитывать при выборе размера сопла для 3D-печати.

Поскольку все важные факты о маленьких и больших насадках описаны выше, ниже приведены некоторые моменты, которые помогут вам точно выбрать размер насадки.

Если время - ваша главная забота, и вы должны завершить проект в определенный короткий период, то вам следует выбрать сопло большого диаметра, потому что оно будет выдавливать больше нити. Им потребуется меньше времени для завершения проекта по сравнению с соплом малого размера.

Если вы хотите печатать большие модели или печатаете что-то с ограниченным временем, идеальным выбором будут сопла большего размера, например, 0,6 мм или 0,8 мм.

Для более тонких деталей или высокоточных моделей лучше использовать модели 0,2 мм или 0,3 мм.

Для обычной 3D-печати вполне подойдет сопло от 0,3 мм до 0,5 мм.

Возможна ли 3D-печать с соплом 0,1 мм?

Вы действительно можете печатать 3D с соплом 0,1 мм, но сначала вам нужно установить ширину линии 0,1 мм в Cura или выбранном вами слайсере. Высота слоя должна быть между 25%-80% от диаметра сопла, поэтому она должна быть между 0,025 мм и 0,08 мм.

Я бы не советовал 3D-печать с соплом 0,1 мм по ряду причин, если только вы не делаете очень маленькие миниатюры.

Во-первых, это то, сколько времени займет 3D-печать с соплом 0,1 мм. Я бы, как минимум, выбрал сопло 0,2 мм для 3D-печати действительно тонких деталей, поскольку при таком низком диаметре сопла можно получить потрясающее качество.

С таким маленьким соплом вы скорее всего столкнетесь с ошибками при печати, так как высота первого слоя должна быть настолько мала для маленького диаметра сопла. Кроме того, давление, необходимое для проталкивания расплавленного филамента через такое маленькое отверстие, будет вызывать проблемы.

Чтобы получить что-то значимое, 3D-печать должна осуществляться очень медленно и при высокой температуре, а это может привести к собственным проблемам печати. Шаги, необходимые для перемещения, могут быть очень маленькими и даже привести к артефактам/недоработкам печати.

Другое дело, что требуется высоконастроенный 3D-принтер - от получения идеальных допусков до практически идеальной калибровки шаговых механизмов/передаточных чисел. Чтобы успешно печатать с соплом 0,1 мм, нужен солидный 3D-принтер и большой опыт.

Ширина экструзии/линии в зависимости от размера диаметра сопла

Многие спрашивают, должна ли ширина линии соответствовать размеру сопла, и Cura, похоже, считает, что да. По умолчанию в Cura ширина линии автоматически изменяется в соответствии с диаметром сопла, который вы установили в настройках.

Стандартное правило сообщества 3D-печати - не устанавливать ширину линии или экструзии ниже диаметра сопла. Для получения более тонких качественных отпечатков и хорошей адгезии вы можете сделать около 120% от диаметра сопла.

Программное обеспечение Slic3r автоматически устанавливает ширину линии на 120% от диаметра сопла.

В видеоролике CNC Kitchen, представленном ниже, испытания Стефана на прочность показали, что при ширине экструзии около 150% получаются самые прочные 3D-отпечатки, или с наивысшей "прочностью на отказ".

Некоторые люди говорят, что ширина линии должна устанавливаться с учетом высоты слоя и диаметра сопла.

Например, если у вас сопло 0,4 мм и вы печатаете при высоте слоя 0,2 мм, то ширина линии должна быть равна сумме этих двух цифр, например, 0,4 + 0,2 = 0,6 мм.

Но после глубоких исследований эксперты утверждают, что идеальная ширина линии для печати 3D-моделей с высоким качеством должна составлять около 120% от диаметра сопла. Согласно этому предположению, ширина линии при печати с соплом 0,4 мм должна составлять около 0,48 мм.

Ширина экструзии может дать много преимуществ, но основным из них является прочность.

Если тонкая ширина линии обеспечивает большую точность и плавность формы объекта и сводит к минимуму вероятность ошибок потока, то большая ширина экструзии обеспечивает большую прочность, так как сближает слои и вещество сжимается.

Если вы хотите напечатать что-то, например, функциональный объект, которому требуется прочность, то установка большой ширины экструзии может помочь.

При изменении ширины экструзии рекомендуется соответствующим образом регулировать температуру и механизм охлаждения, чтобы принтер имел наилучшие условия для печати.

Существует явление, называемое разбуханием фильеры, которое увеличивает фактическую ширину экструдируемого материала, поэтому сопло 0,4 мм не выдавит линию пластика шириной 0,4 мм.

Давление экструзии внутри сопла растет по мере того, как пластик проходит через сопло, но при этом он сжимается. Когда сжатый пластик экструдируется, он выходит из сопла и расширяется. Если вы задаетесь вопросом, почему 3D-печати немного сужаются, это часть причины.

Это хорошо помогает в обеспечении адгезии слоя и сцепления слоев на протяжении всей 3D-печати.

В случаях, когда вы получаете плохую адгезию, некоторые люди увеличивают настройку "Ширина линии начального слоя" в Cura.

Какой материал лучше всего подходит для 3D-печати?

Существует несколько типов материалов сопел, которые используются в 3D-печати:

• Латунная насадка (наиболее распространенная)
• Насадка из нержавеющей стали
• Насадка из закаленной стали
• Насадка с рубиновым наконечником
• Вольфрамовая насадка

В большинстве случаев латунное сопло отлично подходит для печати стандартными материалами, но когда вы переходите на более современные материалы, я бы посоветовал перейти на более твердый материал.

Ниже я расскажу о каждом типе материалов.

Латунная насадка

Латунные сопла являются наиболее широко используемыми соплами в 3D-принтерах по многим причинам: их стоимость, теплопроводность и стабильность.

Он позволяет печатать практически всеми типами филаментов, такими как PLA, ABS, PETG, TPE, TPU и нейлон.

Единственный недостаток латунных сопел - невозможность печати абразивными нитями, так как они не могут работать с такими нитями. Если вы используете неабразивные нити, латунные сопла отлично подходят.

Они не прослужат очень долго с такой нитью, как углеродное волокно, которое известно как высокоабразивное.

Как упоминалось выше, я бы выбрал латунные насадки LUTER 24PCs, которые обеспечивают высокое качество и полный спектр размеров насадок.

Насадка из нержавеющей стали

Одной из насадок, способных работать с абразивными нитями, является насадка из нержавеющей стали, хотя еще одним плюсом является то, что она широко используется для продуктов, связанных с пищей.

Вы должны убедиться, что ваше сопло не содержит свинца, чтобы не загрязнять 3D-отпечатки, о чем могут свидетельствовать сопла из нержавеющей стали.

Они безопасны и могут использоваться для печати объектов, которые могут соприкасаться с кожей или пищей. Помните, что эти сопла могут жить недолго, и их следует покупать только в том случае, если вам нужно время от времени печатать объекты с абразивными нитями.

Убедитесь, что вы покупаете насадку у надежного поставщика.

Насадка из нержавеющей стали Uxcell 5Pcs MK8 от Amazon выглядит довольно хорошо.

Насадка из закаленной стали

Пользователи могут печатать абразивными материалами, и одна из лучших особенностей сопла из закаленной стали - его долговечность, оно может прослужить дольше, чем сопла из латуни или нержавеющей стали.

О соплах из закаленной стали следует знать, что они хуже передают тепло и требуют более высоких температур для печати, а также не содержат свинца, что ограничивает их использование для печати объектов, которые могут контактировать с кожей или пищей.

Это лучшее решение для пользователей, которые часто печатают абразивными нитями, так как оно может прослужить гораздо дольше, чем сопло из нержавеющей стали.

Насадки из закаленной стали прекрасно работают с нитями NylonX, Carbon Fiber, латунными, стальными, железными, деревянными, керамическими и светящимися в темноте.

Я бы выбрал насадку из закаленной стали GO-3D от Amazon, которая нравится многим пользователям.

Насадка с рубиновым наконечником

Это гибрид насадки, которая в основном состоит из латуни, но имеет рубиновый наконечник.

Латунь обеспечивает стабильность и хорошую теплопроводность, а рубиновые наконечники увеличивают срок службы сопла. Это еще один материал, который может прекрасно работать с абразивными нитями, обеспечивая удивительную прочность и точность.

Они специально разработаны для пользователей абразивных нитей и считаются одним из лучших вариантов, так как выдерживают постоянное истирание. Единственное, что делает их менее популярными - это высокая цена.

Насадка BC 3D MK8 Ruby Nozzle - отличный выбор от Amazon. Она безотказно работает со специальными материалами, такими как PEEK, PEI, нейлон и др.

Вольфрамовая насадка

Эта насадка обладает высокой износостойкостью и может постоянно использоваться в течение длительного времени с абразивными нитями. Независимо от времени использования, ее размер и форма должны оставаться неизменными, чтобы обеспечить вам неизменно отличные результаты.

Он обладает хорошей теплопроводностью, что помогает теплу достигать кончика сопла и поддерживать температуру для расплавленной нити.

Уникальная внутренняя структура и хорошая теплопроводность повышают скорость печати без ухудшения качества печати. Может использоваться как с абразивными, так и неабразивными нитями.

Я бы выбрал насадку Midwest Tungsten M6 Extruder Nozzle 0,6 мм от Amazon. Она безопасна и проста в использовании, а также абсолютно нетоксична. Эта насадка также поставляется от компании-производителя из США, что всегда приветствуется!

Более подробный ответ об основных материалах вы можете найти в моей статье Сопло для 3D-принтера - латунь vs нержавеющая сталь vs закаленная сталь.

Какое сопло лучше всего подходит для 3D-принтеров?

Для стандартной 3D-печати лучше всего выбрать сопло Brass 0,4 мм. Если вы хотите печатать высокодетализированные модели, используйте сопло 0,2 мм. Если вы хотите печатать быстрее, используйте сопло 0,8 мм. Для абразивных материалов, таких как PLA с древесным наполнителем, следует использовать сопло из закаленной стали.

Полный ответ на этот вопрос зависит от ваших требований к 3D-печати и сферы применения.

Если вы используете обычные материалы для печати, такие как PLA, PETG или ABS, для простой домашней 3D-печати, то вам идеально подойдет стандартное сопло из латуни. Латунь обладает наилучшей теплопроводностью, что хорошо подходит для 3D-печати.

Если вы собираетесь печатать на абразивных материалах, то вам следует рассмотреть другие варианты, кроме латуни, например, сопла из закаленной стали или нержавеющей стали.

Сопло с рубиновым наконечником или вольфрамовое сопло будет хорошим выбором, если вы регулярно печатаете большие модели абразивными нитями.

Если вы часто печатаете объекты, контактирующие с кожей или пищей, то вам следует выбрать сопло, не содержащее свинца. Сопла из нержавеющей стали идеально подходят для таких случаев.

Размер сопла 3D-принтера в зависимости от высоты слоя

Эксперты советуют, чтобы высота слоя не превышала 80% от размера или диаметра сопла. Это означает, что высота слоя не должна превышать 0,32 мм при использовании сопла 0,4 мм.

Это максимальная высота слоя, если мы говорим о минимальной высоте слоя, то вы можете опуститься до того уровня, когда ваша машина сможет нормально печатать. Некоторые люди утверждают, что они даже печатали объекты при высоте слоя 0,04 мм с соплом 0,4 мм.

Даже если вы можете печатать при высоте слоя 0,4 мм, эксперты советуют, чтобы высота слоя не была меньше 25% от размера сопла, так как это не окажет существенного влияния на качество печати, а только увеличит время печати.