Розмір сопла і матеріал мають значний вплив на результати 3D-друку, особливо якщо ви використовуєте більш абразивні матеріали. Ви хочете переконатися, що вибрали найкращі розміри сопла і матеріал для вашого проекту, тому ця стаття допоможе вам зробити саме це.

Найкращий спосіб визначити розмір сопла і матеріал - це знати свої цілі: чи хочете ви отримати детальну модель, чи надрукувати кілька моделей у найкоротші терміни. Якщо вам потрібна деталізація, обирайте сопло невеликого розміру, а якщо ви друкуєте абразивним матеріалом, використовуйте сопло із загартованої сталі.

Коли ви просунетеся далі у своєму шляху 3D-друку, ви почнете вносити вдосконалення в декількох сферах, які підвищать якість друку.

Решта статті допоможе вам у виборі розміру сопла та матеріалу, а також надасть корисну інформацію, яка допоможе вам на цьому шляху, тож продовжуйте читати.

Як вибрати правильний розмір сопла для 3D-друку?

Зазвичай розмір сопла коливається від 0,1 мм до 1 мм, і ви можете вибрати різні варіанти залежно від ваших потреб. 0,4 мм вважається стандартним розміром сопла для 3D-принтера, і майже всі виробники включають сопла цього розміру в свої принтери.

Сопло - одна з найважливіших частин 3D-принтера, яка сприяє процесу друку 3D-моделей.

Існує важливе рішення щодо балансу між швидкістю та якістю: якщо ви друкуєте великий функціональний виріб, то більший діаметр сопла, наприклад 0,8 мм, буде просто чудовим рішенням.

З іншого боку, якщо ви друкуєте детальну модель, наприклад, мініатюру, найбільш доцільним буде використання товщини від 0,4 мм до 0,2 мм.

Майте на увазі, що деякі 3D-принтери мають обмежену роздільну здатність друку, а FDM 3D-принтери зазвичай мають роздільну здатність друку від 0,05 мм до 0,1 мм або 50-100 мкм. У цих випадках маленьке сопло не матиме великого значення.

Нижче я трохи докладніше поясню, які фактори впливають на вибір меншого або більшого сопла для вашого 3D-принтера.

Чи варто використовувати малий діаметр сопла 3D-принтера? - 0,4 мм і менше

Роздільна здатність, точність і час друку з меншими соплами

Як вже згадувалося раніше, ви отримаєте найкращу роздільну здатність і точність з меншими соплами 0,4 мм, аж до 0,1 мм, хоча час, необхідний для створення кожної 3D-моделі, буде значно більшим.

Я вставив у Cura підставку для навушників Makerbot від Thingiverse і встановив різні діаметри сопел, від 0,1 мм до 1 мм, щоб порівняти загальний час друку.

Насадка 0,1 мм займає 2 дні, 19 годин і 55 хвилин, використовуючи 51 г матеріалу.

Насадка 0,2 мм витрачає 22 години 23 хвилини, використовуючи 55 г матеріалу

Стандартна насадка 0,4 мм займає 8 годин і 9 хвилин, використовуючи 60 г матеріалу.

Насадка 1 мм займає всього 2 години 10 хвилин, але при цьому витрачається колосальні 112 г матеріалу!

Зазвичай між цими насадками була б значна різниця в роздільній здатності та точності, але з такою простою конструкцією, як вище, ви не побачите такої великої різниці, тому що немає ніяких точних деталей.

Щось на кшталт моделі Дедпула вимагатиме точності режиму, тому ви точно не захочете використовувати для цього сопло 1 мм. На фото нижче я використовував сопло 0,4 мм, і вийшло досить непогано, хоча сопло 0,2 мм було б набагато кращим.

Хоча вам не обов'язково переходити на сопло 0,2 мм, і ви можете просто зменшити висоту шару, щоб отримати вигоду від цієї точності. Це тільки тоді, коли ви хочете використовувати настільки малу висоту шару, що вона випадає з рекомендованого діапазону 25% від діаметра сопла до висоти шару.

Таким чином, для моделі Дедпула я міг би використати висоту шару 0,1 мм, а не 0,2 мм, як це було зроблено раніше.

У деяких випадках лінії шарів можуть бути корисними для кінцевої моделі, якщо ви шукаєте сирий, грубий вигляд.

Легше знімати опори з меншими насадками

Гаразд, тепер ще один фактор, який вступає в гру з меншими соплами - це опори, і їх легше знімати. Оскільки ми маємо більшу точність, це також грає на нашу користь, коли опори для 3D-друку, щоб вони не надмірно видавлювалися і міцно з'єднувалися з моделлю.

Опори, надруковані з сопла малого діаметру, зазвичай легше знімати порівняно з опорами, надрукованими з великого сопла.

Я написав статтю про те, як полегшити видалення підтримки 3D-друку, з якою ви можете ознайомитися.

Менші форсунки спричиняють проблеми з засміченням

Сопла меншого діаметру не можуть витиснути стільки розплавленої нитки, скільки сопла більшого діаметру, тому їм потрібна менша швидкість потоку. Чим менше сопло, тим більше воно схильне до засмічення через менший отвір.

Якщо ви зіткнулися з проблемою засмічення сопла меншого діаметру, можна спробувати збільшити температуру друку або зменшити швидкість друку, щоб витискання з сопла відповідало швидкості потоку екструдера.

Дуже мала висота шару

Рекомендується, щоб висота шару становила від 25% до 80% від розміру сопла, що означає, що сопло малого діаметру матиме дуже малу висоту шару. Наприклад, сопло 0,2 мм матиме мінімальну висоту шару 0,05 і максимальну 0,16 мм.

Висота шару є найважливішим фактором, що визначає точність друку та час друку, тому її правильне балансування є вкрай важливим.

Менші форсунки мають кращу якість звисів

Коли ви намагаєтеся успішно надрукувати виступ, який являє собою довгу екструзію матеріалу між двома піднесеними точками, кажуть, що вони працюють набагато краще з меншими соплами.

Це пов'язано з тим, що вентилятори, які працюють краще при охолодженні меншої висоти шару або ширини лінії, оскільки охолоджується менше матеріалу. Це призводить до швидшого охолодження, тому матеріал твердне в повітрі без особливих проблем.

Крім того, при розрахунку ступенів вильоту в моделі товстіші шари матимуть більшу відстань вильоту, яку потрібно подолати, тоді як тонші шари мають більшу підтримку від шару, що знаходиться нижче.

Це призводить до того, що тонкі шари на маленькій насадці потребують меншого вильоту.

У відео Belos розповідається про те, як отримати дійсно гарні нависання у ваших 3D-друкованих виробах.

Маленькі насадки можуть мати проблеми з абразивною ниткою

Подібно до проблеми з засміченням, сопла меншого діаметру не найкраще використовувати під час 3D-друку абразивною ниткою. Вони не лише засмічуються, але й пошкоджують отвір сопла, що має більший ефект для точного, маленького сопла.

Слід уникати абразивних ниток з дерев'яним наповнювачем, що світяться в темряві, мідним наповнювачем і нейлоновим композитним вуглецевим волокном.

З цими абразивними нитками можна використовувати насадку меншого розміру, але я б намагався уникати цього в більшості випадків.

Чи варто обирати великий діаметр сопла 3D-принтера? - 0,4 мм і вище

Ми вже говорили про значну економію часу завдяки використанню більшої насадки в розділі вище, тому давайте розглянемо кілька інших аспектів.

Сила

CNC Kitchen та Prusa Research дослідили різницю в міцності 3D-друку при використанні малих та великих сопел і виявили, що великі сопла набагато краще забезпечують міцність.

В основному це надає 3D-друку більшої міцності за рахунок додаткової товщини стінок. Наприклад, якщо у вас 3 периметри 3D-друку, то використовуйте сопло більшого розміру, ви будете видавлювати більші стінки, а це означає більшу міцність.

Товсті стінки можна екструдувати за допомогою сопла меншого розміру, але якщо врахувати ще й час, то доведеться пожертвувати цим.

Ви можете збільшити ширину лінії та висоту шару 3D-друку за допомогою сопла меншого розміру, але в певний момент у вас можуть виникнути проблеми з успішним друком об'єктів.

Компанія Prusa виявила, що перевага використання сопла більшого розміру - перехід від 0,4 мм до 0,6 мм - дає об'єктам збільшення ударостійкості на 25,6%.

Велике сопло забезпечує додаткову міцність, особливо торцевих частин. Результати дослідження Prusa Research стверджують, що об'єкт, надрукований великим соплом, має більшу міцність і вищу здатність до поглинання ударів.

Згідно з дослідженням, модель, надрукована соплом діаметром 0,6 мм, може поглинати на 25% більше енергії порівняно з об'єктом, надрукованим соплом 0,4 мм.

Засмічення менш ймовірне з великою насадкою

Подібно до того, як менші сопла засмічуються, більші сопла мають меншу ймовірність засмічення, оскільки мають більшу свободу в регулюванні швидкості потоку нитки. Більші сопла не створюватимуть такого великого тиску і не матимуть проблем з екструзією нитки, як екструдер.

Прискорення часу друку

Сопло з великим діаметром дозволить витиснути більше ниток, що призведе до набагато швидшого друку моделі.

Ці насадки ідеально підходять, коли потрібно надрукувати об'єкт, який не потребує привабливого вигляду і не дуже складний. Це також ідеальний вибір, коли мова йде про економію часу.

Абразивна нитка легше подається завдяки великому соплу

Якщо ви хочете друкувати абразивною ниткою, я б рекомендував використовувати стандартні сопла 0,4 мм або більше, оскільки вони рідше засмічуються.

Навіть якщо сопло більшого діаметру засмітиться, вам буде легше усунути проблему, ніж сопло меншого діаметру, наприклад, 0,2 мм.

Ще більш важливим фактором, коли мова йде про абразивні нитки, є матеріал насадки, яку ви використовуєте, оскільки стандартна латунна насадка не прослужить довго, оскільки це більш м'який метал.

Висота шару більша

Великі розміри сопел забезпечать більшу висоту шару.

Рекомендується, щоб висота шару не перевищувала 80% від розміру сопла, тому при діаметрі сопла 0,6 мм максимальна висота шару становить 0,48 мм, а при діаметрі сопла 0,8 мм максимальна висота шару може становити 0,64 мм.

Низька роздільна здатність і точність

Як згадувалося вище, якість друку не буде дуже деталізованою зі збільшенням діаметра сопла.

Оскільки велике сопло екструдує товстіші шари, його слід використовувати, коли не потрібна висока точність або висока роздільна здатність. Велике сопло - ідеальний вибір для таких 3D-друків.

Який розмір сопла 3D-принтера вибрати?

Найкращий розмір сопла - 0,4 мм для більшості стандартних видів 3D-друку. Якщо ви хочете друкувати високодеталізовані моделі, використовуйте сопло 0,2 мм. Якщо ви хочете друкувати швидше, використовуйте сопло 0,8 мм. Для абразивних ниток, таких як ПЛА з деревним наповнювачем, добре підійде сопло 0,6 мм або більшого розміру.

Вам не обов'язково обирати лише один розмір сопла. З екструдерними насадками LUTER 24PCs MK8 M6 від Amazon ви можете спробувати їх самостійно!

Я завжди рекомендую спробувати кілька діаметрів сопел, щоб отримати власний досвід. Ви відчуєте збільшення часу друку з меншими соплами і побачите нижчу якість друку з більшими соплами.

Ти отримаєш:

• 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
• Безкоштовна коробка для зберігання

З досвідом ви будете набагато краще підготовлені, щоб вирішити, яке сопло вибрати для кожного 3D-друку. Багато людей просто вибирають сопло 0,4 мм, тому що це найпростіший вибір, але є багато переваг, які люди втрачають.

Щось на кшталт функціонального 3D-друку або навіть вази може виглядати приголомшливо з соплом 1 мм. Функціональні 3D-друки не повинні виглядати красиво, тому сопло 0,8 мм може бути цілком виправданим.

Детальну мініатюру, наприклад, фігурку або 3D-друк голови відомої людини, краще створювати з меншим соплом, наприклад, 0,2-міліметровою насадкою.

Існують різні фактори, які слід враховувати при виборі розміру сопла для 3D-друку.

Оскільки всі важливі факти про малі та великі насадки описані вище, нижче наведено деякі моменти, які допоможуть вам точно вибрати розмір насадки.

Якщо для вас важливий час, і ви повинні завершити проект за певний короткий проміжок часу, вам слід вибрати сопло великого діаметру, оскільки воно екструдує більше ниток. На завершення проекту знадобиться менше часу порівняно з соплом малого розміру.

Якщо ви хочете надрукувати великі моделі або друкуєте щось в умовах дефіциту часу, ідеальним вибором будуть сопла більшого розміру, наприклад, 0,6 мм або 0,8 мм.

Для моделей з дрібними деталями або високоточних моделей, вам краще вибрати модель 0,2 мм або 0,3 мм.

Для звичайного 3D-друку цілком достатньо сопла від 0,3 мм до 0,5 мм.

Чи можна друкувати на 3D-принтері з соплом 0,1 мм?

Ви дійсно можете здійснювати 3D-друк із соплом 0,1 мм, але спочатку потрібно встановити ширину лінії на 0,1 мм у Cura або обраному вами слайсері. Висота шару має становити 25-80% від діаметра сопла, тобто від 0,025 мм до 0,08 мм.

Я б не радив 3D-друк з соплом 0,1 мм з ряду причин, якщо тільки ви не виготовляєте дуже маленькі мініатюри.

По-перше, скільки часу займе 3D-друк із соплом 0,1 мм. Я б, як мінімум, використовував сопло 0,2 мм для 3D-друку справді тонких деталей, оскільки з таким малим діаметром сопла можна отримати дивовижну якість.

З такою маленькою форсункою ви з більшою ймовірністю зіткнетеся з помилками друку, оскільки висота першого шару повинна бути дуже малою для малого діаметра форсунки. Крім того, тиск, необхідний для проштовхування розплавленої нитки через такий малий отвір, буде проблематичним.

Щоб змусити речі робити щось значуще, 3D-друк має відбуватися дуже повільно і при високій температурі, а це може призвести до власних проблем з друком. Кроки, необхідні для переміщення, можуть бути дуже маленькими і навіть призводити до артефактів/недосконалостей при друку.

Інша справа, що для цього потрібен добре налаштований 3D-принтер - від отримання ідеального допуску до майже ідеального калібрування співвідношення кроків і шестерень. Для успішного друку з соплом 0,1 мм вам знадобиться потужний 3D-принтер і великий досвід.

Ширина екструзії/лінії проти розміру діаметра сопла

Багато хто запитує, чи повинна ширина лінії дорівнювати розміру сопла, і Cura, схоже, вважає, що так. За замовчуванням у Cura ширина лінії автоматично змінюється до точного діаметра сопла, який ви встановили в налаштуваннях.

Стандартне правило у спільноті 3D-друку - не встановлювати ширину лінії або екструзії нижче діаметра сопла. Щоб отримати більш якісний друк і хорошу адгезію, ви можете використовувати близько 120% від діаметра сопла.

Програмне забезпечення Slic3r автоматично встановлює ширину лінії на 120% від діаметра сопла.

У відео нижче, знятому CNC Kitchen, Стефан провів випробування на міцність і виявив, що ширина екструзії близько 150% дає найміцніші 3D-відбитки, або має найвищу "міцність на злам".

Дехто каже, що ширину лінії слід встановлювати, враховуючи висоту шару та діаметр сопла.

Наприклад, якщо у вас сопло 0,4 мм і ви друкуєте з висотою шару 0,2 мм, то ширина лінії має дорівнювати сумі цих двох значень, тобто 0,4 + 0,2 = 0,6 мм.

Але після глибоких досліджень фахівці стверджують, що ідеальна ширина лінії для друку 3D-моделей високої якості повинна становити близько 120% від діаметра сопла. Згідно з цим припущенням, ширина лінії під час друку соплом 0,4 мм повинна становити близько 0,48 мм.

Ширина екструзії може принести багато переваг, але головною з них є міцність.

У той час як тонка ширина лінії забезпечує кращу точність і плавність форми об'єкта та мінімізує ймовірність помилок потоку, велика ширина екструзії забезпечує більшу міцність, оскільки вона зближує шари і стискає речовину.

Якщо ви хочете надрукувати щось, наприклад, функціональний об'єкт, який потребує міцності, то встановлення великої ширини екструзії може допомогти.

Змінюючи ширину екструзії, рекомендується відповідним чином регулювати температуру та механізм охолодження, щоб забезпечити найкращі умови для друку на принтері.

Існує явище, яке називається роздуттям матриці, що збільшує фактичну ширину екструдованого матеріалу, тому сопло 0,4 мм не зможе витиснути лінію пластику шириною 0,4 мм.

Тиск екструзії всередині сопла зростає, оскільки він не тільки видавлює пластик через сопло, а й стискає його. Після того, як стиснений пластик видавлюється, він виходить з сопла і розширюється. Якщо вам цікаво, чому 3D-друк злегка стискається, то це одна з причин.

Це добре допомагає адгезії шару та зчепленню шарів під час 3D-друку.

У випадках, коли ви отримуєте погану адгезію, деякі користувачі збільшують значення параметра "Intial Layer Line Width" у Cura.

Який матеріал сопла вибрати для 3D-друку?

Існує кілька типів матеріалів для сопел, які використовуються в 3D-друку:

• Латунне сопло (найпоширеніше)
• Насадка з нержавіючої сталі
• Насадка із загартованої сталі
• Насадка з рубіновим наконечником
• Вольфрамова насадка

У більшості випадків латунне сопло чудово підійде для друку стандартними матеріалами, але коли ви використовуєте більш сучасні нитки, я раджу перейти на більш тверді матеріали.

Нижче я розгляну кожен тип матеріалів.

Латунне сопло

Латунні сопла є найпоширенішими соплами в 3D-принтерах з багатьох причин: їхня вартість, теплопровідність і стабільність.

Він дозволяє друкувати майже всіма типами ниток, такими як PLA, ABS, PETG, TPE, TPU і Nylon.

Єдиний недолік латунних сопел полягає в тому, що ви не можете друкувати абразивними нитками, оскільки вони не можуть довго працювати з такими нитками. Якщо ви використовуєте неабразивні нитки, латунні сопла чудово підходять для друку.

Вони не прослужать дуже довго з такою ниткою, як вуглецеве волокно, яке, як відомо, є дуже абразивним.

Як згадувалося вище, я б обрав латунні сопла LUTER 24PCs, які забезпечують високу якість і повний діапазон розмірів сопел.

Насадка з нержавіючої сталі

Однією з насадок, яка може працювати з абразивними нитками, є насадка з нержавіючої сталі, хоча ще однією перевагою є те, що вона широко використовується для обробки харчових продуктів.

Ви повинні переконатися, що ваша насадка не містить свинцю, щоб вона не забруднювала 3D-відбитки, про що можуть свідчити насадки з нержавіючої сталі.

Він безпечний і може використовуватися для друку об'єктів, які можуть контактувати зі шкірою або їжею. Майте на увазі, що ці насадки служать недовго і їх варто купувати лише в тому випадку, якщо вам потрібно час від часу друкувати об'єкти з абразивними нитками.

Переконайтеся, що ви купуєте насадку у надійного постачальника.

Насадка з нержавіючої сталі Uxcell 5Pcs MK8 від Amazon виглядає досить добре.

Насадка із загартованої сталі

Користувачі можуть друкувати абразивними нитками, і однією з найкращих переваг сопла із загартованої сталі є його довговічність, воно може служити довше порівняно з соплами з латуні та нержавіючої сталі.

Про сопла із загартованої сталі слід знати, що вони мають нижчу теплопередачу і потребують вищих температур для друку, а також не містять свинцю, що обмежує використання їх для друку об'єктів, які можуть контактувати зі шкірою або їжею.

Це найкращий варіант для користувачів, які часто друкують абразивними нитками, оскільки вони служать набагато довше, ніж насадки з нержавіючої сталі.

Насадки із загартованої сталі чудово працюють з нитками NylonX, вуглецевим волокном, латунними, сталевими, залізними, дерев'яними, керамічними та нитками, що світяться в темряві.

Я б обрав насадку із загартованої сталі GO-3D від Amazon - вибір, який подобається багатьом користувачам.

Насадка з рубіновим наконечником

Це гібридна насадка, яка в основному складається з латуні, але має рубіновий наконечник.

Латунь забезпечує стабільність і хорошу теплопровідність, а рубінові наконечники збільшують термін служби насадки. Це ще один матеріал, який добре працює з абразивними нитками, забезпечуючи дивовижну довговічність і точність.

Вони спеціально розроблені для користувачів абразивних ниток і вважаються одним з найкращих варіантів, оскільки витримують постійне стирання. Єдине, що робить їх менш популярними, - це висока ціна.

Насадка BC 3D MK8 Ruby Nozzle - чудовий вибір від Amazon, що бездоганно працює зі спеціальними матеріалами, такими як PEEK, PEI, нейлон тощо.

Вольфрамова насадка

Ця насадка має високу зносостійкість і може використовуватися протягом тривалого часу безперервно з абразивними нитками. Незалежно від того, скільки часу ви використовуєте насадку, її розмір і форма повинні бути однаковими, щоб забезпечити вам незмінно чудові результати.

Він має хорошу теплопровідність, що допомагає теплу досягати кінчика сопла і підтримувати температуру розплавленої нитки.

Унікальна внутрішня структура і хороша теплопровідність підвищує швидкість друку без шкоди для якості. Можна використовувати як з абразивними, так і з неабразивними нитками.

Я б обрав насадку для екструдера Midwest Tungsten M6 Extruder Nozzle 0,6 мм від Amazon. Вона безпечна і проста у використанні, а також абсолютно нетоксична. Ця насадка також виготовляється американською компанією-виробником, що завжди вітається!

Для більш детальної відповіді на основні матеріали ви можете прочитати мою статтю Сопло 3D принтера - латунь проти нержавіючої сталі та загартованої сталі.

Яка найкраща насадка для 3D-принтерів?

Для більшості стандартних видів 3D-друку найкраще використовувати сопло з латуні 0,4 мм. Якщо ви хочете друкувати високодеталізовані моделі, використовуйте сопло 0,2 мм. Якщо ви хочете друкувати швидше, використовуйте сопло 0,8 мм. Для абразивних ниток, таких як ПЛА з деревним наповнювачем, слід використовувати сопло із загартованої сталі.

Повна відповідь на це питання залежить від ваших вимог до 3D-друку та сфер застосування.

Якщо ви використовуєте звичайні матеріали для друку, такі як PLA, PETG або ABS, для простого домашнього 3D-друку, то вам ідеально підійде стандартне сопло з латуні. Латунь має найкращу теплопровідність, що добре підходить для 3D-друку.

Якщо ви збираєтеся друкувати абразивні матеріали, вам слід розглянути інші варіанти, окрім латуні, наприклад, сопла із загартованої сталі або нержавіючої сталі.

Якщо ви регулярно друкуєте великі моделі з абразивними нитками, вам підійде сопло з рубіновим або вольфрамовим наконечником.

Якщо ви друкуєте об'єкти, які дуже часто контактують зі шкірою або їжею, вам слід вибрати сопло, яке не містить свинцю. Сопла з нержавіючої сталі ідеально підходять для таких сценаріїв.

Розмір сопла 3D-принтера та висота шару

Експерти рекомендують, щоб висота шару не перевищувала 80% від розміру або діаметра сопла. Це означає, що висота шару не повинна перевищувати 0,32 мм при використанні сопла 0,4 мм.

Ну, це максимальна висота шару, якщо говорити про мінімальну висоту шару, то ви можете опуститися нижче, щоб ваша машина могла друкувати належним чином. Деякі люди стверджують, що вони навіть друкували об'єкти з висотою шару 0,04 мм за допомогою сопла 0,4 мм.

Навіть якщо ви можете друкувати з висотою шару 0,4 мм, експерти рекомендують, щоб висота шару не була меншою за 25% від розміру сопла, оскільки це не матиме значного впливу на якість друку, а лише збільшить час друку.