哪种层高是3D打印的最佳选择?

Roy Hill 07-07-2023
Roy Hill

你的3D打印物体的层高对质量、速度甚至强度都很重要。 弄清楚哪种层高最适合你的情况是一个好主意。

我一直想知道在某些3D打印情况下,最佳的层高是多少,所以我做了一些相关的研究,并将在这篇文章中分享。

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对于一个标准的0.4mm喷嘴来说,3D打印的最佳层高在0.2mm和0.3mm之间。 这个层高提供了速度、分辨率和打印成功率的平衡。 你的层高应该在喷嘴直径的25%到75%之间,否则你可能会遇到打印问题。

你已经有了基本的答案,但等等,这还不是全部!在为自己制定最佳层高时,还有更多的细节需要研究,所以请坚持下去,继续阅读以了解情况。

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    什么是层高、层厚或分辨率?

    在我们进入选择什么图层高度是最好的之前,让我们都对什么是图层高度有一个共识。

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    因此,基本上,层高是测量值,通常以毫米为单位,你的喷嘴对3D打印的每一层进行挤压。 在3D打印中,它也被称为层厚和分辨率,因为它使3D打印的质量更好。

    如果你考虑到一个详细的物体,有一个大的图层高度意味着细节只能走到这里。 这类似于试图用乐高积木碎片来建造一个详细的物体,积木太大,细节无法真正体现出来。

    因此,层高越小,或者说 "积木 "越多,质量就越好,但这也会导致需要挤出更多的层来完成同样的打印。

    如果你想知道 "层高会影响打印质量吗?"它是直接影响的,还有尺寸精度。 你的层高越低,或者你的分辨率越高,你的3D打印部件的尺寸精度就越高,打印质量也就越好。

    图层高度基本上与分辨率相同。

    现在我们对层高有了这个基本了解,让我们来回答选择3D打印的最佳层高这个主要问题。

    哪种层高对3D打印来说是最好的?

    这不是一个最直接的问题,因为这真的取决于你的偏好。

    你需要一个快如闪电的打印,以便你能尽快把它们拿出来吗? 那就选一个更大的层高。

    你想要一个具有高度细节和无可比拟的精度的艺术作品吗? 那就选一个较小的层高。

    一旦你确定了你在速度和质量之间的平衡,那么你就可以选择哪种层高对你的3D打印情况有利。

    在大多数情况下,一个好的层高是0.2毫米,这就是3D打印的典型层厚,因为默认的喷嘴是0.4毫米,一个好的规则是使用喷嘴直径的50%左右作为层高。

    对于像3D打印PPE面罩和面罩这样的情况,你的主要目标是尽可能快地将它们打印出来。 你不仅会选择在一个更大的喷嘴,而且你也会使用一个大的层高度,直到它完全发挥作用。

    当你有一个详细的艺术雕像的模型,你想在家里展示,目标是有最好的质量。 你会选择在一个较小的喷嘴直径,同时使用一个小层的高度,以获得一个非常高的细节水平。

    为了正确确定哪种方法是最好的,你应该以不同的层高3D打印对象,如校准立方体,或3D Benchy,并检查质量。

    保留这些作为参考模型,以便你知道在使用这些喷嘴直径和层高设置时,质量会有多好。

    但你应该记住,根据你的喷嘴直径,层高的大小是有限制的。

    对于你的喷嘴直径来说,层高太低会导致 导致塑料被推回到喷嘴内 而且它在推送灯丝方面也会有问题。

    对于你的喷嘴直径来说,层高过高会导致 使得层与层之间难以相互粘连 由于喷嘴不能以良好的准确性和精确度进行挤压。

    在3D打印界有一个众所周知的准则,即你应该把层高设置到多高,作为喷嘴直径的百分比。

    当你输入的层高超过你的喷嘴直径的80%时,Cura甚至开始发出警告。 因此,如果你的喷嘴直径为0.4mm,这是标准的喷嘴尺寸,你会在层高为0.32mm以上的地方得到警告。

    如前所述,你的图层高度应该是 在25%和75%的喷嘴直径之间。

    对于标准的0.4毫米喷嘴,这使你的层高范围为0.1毫米至0.3毫米。

    对于较大的1毫米喷嘴,计算起来比较容易,你的范围在0.25毫米& 0.75毫米之间。

    中间或50%的标记通常是一个好的起点。 然后,无论你想要更好的质量还是更快的打印时间,你都可以进行相应的调整。

    对于PLA或PETG来说,一个好的层高是0.4mm的喷嘴的0.2mm。

    层高如何影响速度& 印刷时间?

    如前所述,我们已经确定图层高度会影响你的对象的速度和整体打印时间,但影响到什么程度呢? 这个问题,幸运的是,是很基本的,可以搞清楚。

    层高会影响打印时间,因为你的打印头必须逐一打印每个层。 较小的层高意味着你的对象总共有更多的层。

    如果你有一个0.1毫米(100微米)的层高,然后你把这个层高调整到0.2毫米(200微米),你将有效地把总层数减半。

    举个例子,如果你有一个100毫米高的物体,在0.1毫米的层高下会有1000个层,而在0.2毫米的层高下会有500个层。

    在同等条件下,这意味着将你的图层高度减半,你的总印刷时间将增加一倍。

    让我们用一个真实的例子,即3D Benchy(测试打印机能力的主要3D打印对象)的三种不同的层高,0.3毫米,0.2毫米& 0.1毫米。

    0.3毫米的Benchy需要1小时7分钟,总共有160层。

    0.2毫米的Benchy需要1小时35分钟,总共有240层。

    0.1毫米的Benchy需要2小时56分钟的打印时间,需要完成480个单独的层。

    的打印时间之间的差异:

    • 0.3毫米高度和0.2毫米高度是41%或28分钟
    • 0.2毫米高度和0.1毫米高度是85%或81分钟(1小时21分钟)。
    • 0.3毫米高度和0.1毫米高度是162%或109分钟(1小时49分钟)。

    虽然这些变化非常显著,但当我们看大型物体时,它们变得更加显著。 覆盖你的打印床的很大一部分的3D模型,宽和高在打印时间上有较大的差异。

    为了说明这一点,我以300%的比例对3D Benchy进行了切片,这几乎填满了构建板。 每层高度的打印时间之间的差异是巨大的!"!

    从最大的层高0.3毫米开始,所以更快的打印,我们的打印时间为13小时40分钟。

    接下来我们有0.2毫米300%的Benchy,这个成绩是20小时17分钟。

    最后,最高质量的Benchy,层高为0.1毫米,花了1天16小时8分钟!这是最重要的!

    的打印时间之间的差异:

    • 0.3毫米高度和0.2毫米高度是48%或397分钟(6小时37分钟)。
    • 0.2毫米高度和0.1毫米高度是97%或1191分钟(19小时51分钟)。
    • 0.3毫米高度和0.1毫米高度是194%或1588分钟(26小时和28分钟)。

    当我们比较正常的Benchy和300%的Benchy时,我们看到了相对印刷时间差异的不同。

    层高 凳子 300%比例基准
    0.3mm至0.2mm 41% 增加 48% 增加
    0.2mm至0.1mm 85%的增长 97% 增加
    0.3mm至0.1mm 162%的增长 194%的增长

    这表明,如果你要打印大型物体,你的图层高度将更多地计入打印时间,尽管质量保持不变。

    图层高度和打印时间的权衡使得选择更大的图层高度对较大的物体略微有利。

    是的,当然'你在想,更多的层数意味着更长的印刷时间,但质量如何呢?

    层高是如何影响质量的?

    根据你个人对事物的看法,你可能真的无法分辨出0.2毫米层高和0.3毫米层高的印刷品之间的区别,尽管那是一个50%的增长。

    当你从远处看一个物体时,你真的不会注意到有什么不同。 只有在物体周围光线良好的情况下,你才会意识到这些质量差异。

    作为一个测试和一个有用的视觉例子,我自己用几个不同的层高3D打印了一些Benchys。 我选择了0.1毫米、0.2毫米和0.3毫米,这是大多数3D打印用户在打印中复制的范围。

    让我们看看你是否能分辨出来,看一看,看看你是否能找出哪个是0.1mm、0.2mm和0.3mm的层高。

    答案是:

    左边 - 0.2mm.中间 - 0.1mm.右边 - 0.3mm

    如果你做对了,那就很好!当你仔细检查Benchys时,主要的赠品是前面。 你可以看到层中的 "阶梯 "在更大的层高度下更加突出。

    你绝对可以看到0.1毫米层高的Benchy在整个打印过程中的平滑度。 从远处看,这可能没有什么区别,但根据你的模型,有些零件可能在大层高下无法成功打印。

    较小的层高可以更好地处理悬垂等问题,因为它有更多的重叠和来自前一层的支持。

    如果你从远处看这些,你真的会注意到质量上的差异吗?

    要确定你的3D打印机的最佳层高,只要问问自己,如果你要打印许多零件,你是否更喜欢随着时间和数量的增加而增加的质量。

    你的喷嘴尺寸将对图层高度产生影响,因为它可以有多高或多低的限制,遵循25-75%的规则。

    层高会影响强度吗? 层高越高越强吗?

    CNC Kitchen制作了一个主打视频,介绍哪种层高对强度来说是最好的,是低细节的大层高,还是非常精确的小层高。 这是一个很好的视频,有视觉效果和解释清楚的概念,可以给你答案。

    如果你想知道快速的答案,我会为你总结视频的内容!

    你可能会认为最大的层高或最小的层高会名列前茅,但答案实际上是非常令人惊讶的。 实际上,这两个极端值都不是,而是介于两者之间。

    在测试了一些层高在0.05毫米和0.4毫米之间的钩子后,他发现,最佳的强度层高是在0.1毫米和0.15毫米之间。

    这确实取决于你有什么样的喷嘴尺寸,哪种层高的效果最好。

    埃德尔3号神奇数字层高度

    在提到特定3D打印机的层高时,你可能听说过 "神奇数字 "一词。 这是因为Z轴步进电机以0.04毫米的 "步长 "行走,将热端推到这个距离。

    它适用于Ender 3、CR-10、Geeetech A10和更多具有相同导螺杆的3D打印机。 你有M8导螺杆、TR8x1.5梯形导螺杆、SFU1204滚珠螺杆等等。

    用微步法在数值之间移动是可能的,但这些角度并不相等。 利用步进电机的自然旋转,以0.04mm的增量移动热端。

    这意味着,如果你想获得最好的打印质量,对于Ender 3和一系列其他3D打印机来说,与其使用0.1毫米的层高,不如使用0.08毫米或0.12毫米的层高打印,以此类推。

    使用这些神奇的数字有一个效果,那就是平均化来自不平等微步角的层高变化,使整个层高一致。

    CHEP的查克在YouTube上对此有很好的描述,你可以在下面观看。

    简单地说,步进器不会给你反馈,所以你的打印机必须遵循指令,并在一个尽可能好的位置。 步进器通常以全步或半步移动,但在这之间移动时,有几个变量决定这些微步的步距。

    魔术数字避免了那种对精确运动充满希望的游戏,并使用半步和全步来获得最佳的准确性。 每一步的指令步骤和实际步骤之间的误差水平得到平衡。

    除了0.04mm之外,还有一个0.0025mm的值,这是1/16微步的值。 如果你使用自适应层,你应该使用能被0.0025整除的值,或者把它们限制在0.02mm的半步分辨率上。

    最佳层高计算器

    Josef Prusa创建了一个可爱的计算器,用于确定你的3D打印机的最佳层高。 你只需输入一些参数,它就会吐出关于你的理想层高的信息。

    随着时间的推移,许多人都推荐并使用这个计算器,所以值得自己去看看。

    什么是Ender 3的最佳层高?

    Ender 3的最佳层高在0.12mm和0.28mm之间,这取决于你所期望的质量。 对于高质量的打印,你想要最多细节,我建议层高为0.12mm。对于质量较低、速度较快的3D打印,0.28mm的层高是一个很好的层高平衡。

    使用小层高度有什么坏处?

    由于你的印刷时间会随着层高的降低而增加,这也意味着有更多的时间让你的印刷出错。

    更薄的图层并不总是能得到更好的印刷品,从长远来看,实际上会阻碍你的印刷品。 当涉及到较小的图层对象时,一个有趣的事情是,你通常会在印刷品中遇到更多的伪影(不完美)。

    对于一些质量极高的对象来说,追逐一个很小的图层高度并不是一个好主意,因为你最终可能只是为一个看起来都不怎么样的印刷品花费了大量的时间。

    在这些因素之间找到适当的平衡是为自己挑选最佳层高的一个好目标。

    有些人想知道较低的层高是否更好,答案是,这取决于你的目的是什么,如上所述。 如果你想要高质量的模型,那么较低的层高会更好。

    在观察喷嘴尺寸和层高时,你可能会质疑0.4mm的喷嘴能打印多小的东西。 使用25-75%的准则,0.4mm的喷嘴可以在0.1mm的层高下打印。

    层高是否会影响流速?

    层高对流速有影响,因为它决定了从喷嘴挤出的材料数量,但它不会改变切片机中设置的实际流速。 流速是一个单独的设置,你可以调整,通常默认为100%。 层高越高,挤出的材料越多。

    3D打印层的高度与喷嘴的大小

    就层高与喷嘴尺寸而言,一般来说,你希望使用的层高是喷嘴尺寸或直径的50%。 最大的层高应该是喷嘴直径的75-80%左右。 要确定3D打印对象的层高,可以自己打印不同尺寸的小型测试3D打印件,然后选择你想要的。

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    Roy Hill

    Roy Hill is a passionate 3D printing enthusiast and technology guru with a wealth of knowledge on all things related to 3D printing. With over 10 years of experience in the field, Roy has mastered the art of 3D designing and printing, and has become an expert in the latest 3D printing trends and technologies.Roy holds a degree in mechanical engineering from the University of California, Los Angeles (UCLA), and has worked for several reputable companies in the field of 3D printing, including MakerBot and Formlabs. He has also collaborated with various businesses and individuals to create custom 3D printed products that have revolutionized their industries.Aside from his passion for 3D printing, Roy is an avid traveler and an outdoor enthusiast. He enjoys spending time in nature, hiking, and camping with his family. In his spare time, he also mentors young engineers and shares his wealth of knowledge on 3D printing through various platforms, including his popular blog, 3D Printerly 3D Printing.