roboforum.ru

Для затравки обсуждения приведу несколько своих экспериментальных наблюдений относительно высоких скоростей печати пластиком на 3D принтерах.
кратко напомню: у меня Mendel Prusa на линейных подшипниках, печатаю пластиком ABS D=1.75 мм
горячий конец - MakerGear 0.35 мм

Скажу сразу что я спокойно печатаю крупные объекты с качеством 0.2-0.3 со скоростью 200мм/с , точнее могу печатать...
Теперь опишу проблемы которые возникают при этом, и то как я их решал:

1. недостаточная механичаская жесткость конструкции
   Это с одной стороны самая неприятная проблема, с другой с ней понятно как бороться. Выражается она в том что при таких скоростях вся станина начинает вибрировать и это отражается на точности изделия. Вибрации у меня доходили до 0.5 мм, что превышает величину разрешения при укладке.
   Боролся установкой рамы на жесткую платформу, установкой растяжек для закрепления верхней части.
   По хорошему нужно менять линейные направляющие с 8мм на 10мм или даже плоские линейные приводы (но они очень дороги)
2. Начинают проявляться колебательные свойства системы. Особенно это видно при заполнении площади прямыми линиями. Тут пока без особых вариантов - печатаем тестовую детальку, если есть сильные колебания резонансные то меняем тип заполнения, угол заполнения и тд. Хорошо было бы чтобы софт слайсера умел избегать резонансных режимов.
   Вероятно для этого должен быть вспомогательный софт (может быть даже программно-аппаратный комплекс) для измерения резонансных режимов.
   Приходит на ум акселерометр закрепленный на горячем конце печатающей головки (точнее холодной его части, но как можно ближе к соплу)
3. ограничение скорости потока через сопло при заданной температуре.
   Тут все просто - есть скорость потока, превышая который мы получаем гарантированный срыв резьбы на прутке внутри экструдера и прекращение его подачи. Справочно : 210 градусов позволяют печатать со скоростью 120мм/с для слоя 0.3мм. 200мм/с я печатаю при 230 градусах.
   Затянуть потуже прижим в экструдере можно не предлагать, срыв получается на половину толщины прутка, именно настолько "впивается" нарезка Hobbed болта, больше некуда.
4. ну и самое поганое на последок.
   при высокой скорости экструзии нам приходится создавать высокое давление на выходе сопла, ниточка расплава выходит с сильным внутренним напряжением. после выдавливания она уменьшается в линейных размерах (укорачивается и утолщается). Именно это является причиной деламинации - верхние слои которые печатаются с разряжением струнами ниточек стягивают края, заставляя приподниматься края.
   Насколько я вижу сделать с этим ничего нельзя. Можно немного бороться быстрым охлаждением вновь напечатанного слоя, но это не помогает на острых углах (края шестерни, кромки).
   При быстром охлаждении остается сильное внутреннее напряжение в изделии, эффект растрескивания между слоев усилен.
   Нагрев его до температуры 80-100 градусов приведет к "усыханию".
   Как бороться с этим эффектом я не знаю.
   

В итоге я прихожу к выводу что повышение скорости печати для 3D пластиков лежит в единственном направлении - разделение потоков печати между несколькими головками.
Даже наверное несколькими отдельно управляемыми соплами в рамках одной головки.

1 И 2 - последствия удешевления конструкции. >10мм прутки весят существено больше и соответственно дороже как сами по себе так и по доставке. 6мм - гуляет как хочет. 8мм и дешево и сносно. Читал форум ребят, которые занимаются печатью в пром. объемах - те вообще перешли сначала на базовый диаметр 10, а теперь переходят на 12мм (шпильки и валы) и рассматривают вопрос о переходе на MendelMax (по ссылкам с него и попал на них) - есть профиля с еще большей жесткостью чем те, что сейчас идут в проекте.
3 - спокойно решается. Проблема тут в том, что пруток не успевает за данный интервал времени полностью расплавится тк не успевает прогреться с 25 градусов до 220. Вот и происходит утыкание нерасплавленной "иглы" в конец экструдера В массовом производстве это решается преднагревом шнековой области. Здесь же будет достаточно сделать добавочную зону преднагрева прутка перед попаданием в головку до температуры ниже температуры формирования "поршня" (~до 100..120градусов). Нужно изменение головки чтобы сделать еще один участок нагрева (+ ~20..50мм разогретых стабильно до вышеуказанных температур).
4 недавно попадалось обсуждение. Одним из выходов было озвучено ограничение длинны струн путем допечатывания поддерживающих структур, на которые нитки будут замыкаться. Две головки - позавчера в новостях было http://blog.reprap.org/2012/02/print-an ... -like.html. Про "усыхание" тоже попадалось обсуждение - это связано прежде всего с перераспределением остывающего материала по пустым порам. Лучшим вариантом решения было использование экструдеров с большой передней плоской поверхностью (от газовых горелок) они как-бы впечатывают и выглаживают новый слой пластика в ниже лежащий. Тогда эффект "усыхания" не так заметен- фактически микропор не остается.

по жесткости думаю хорошая альтернатива круглым направляющим - рельсовые круглые направляющие, вероятно 10мм там будет достаточно.

проднагрев прутка даст большую "резиновость" и уменьшит точность подачи

правильнее вообще струны не печатать - заполнение кривыми тоже великолепно решает суть процесса, конечно слайсинг в 10 раз дольше, но скорость печати такая же.

Добавлено спустя 5 минут 4 секунды:
две головки на ссылке (а есть уже системы с 4мя) не увеличивают скорость - они печатают по очереди разными материалами (или цветами)

setar писал(а):по жесткости думаю хорошая альтернатива круглым направляющим - рельсовые круглые направляющие, вероятно 10мм там будет достаточно.

считать надо - не факт. У меня вообще крутятся мысли об отказе от круглого сечения с переходом на двутавровое - такая конструкция направляющих частенько используется у соседей-станкостроителей. Но доступен в мелком сечении только алюминий. Сталь надо заказывать и стоит она не дешево.

проднагрев прутка даст большую "резиновость" и уменьшит точность подачи

нет. Тут вопрос в том, чтобы затраты времени на разогрев прутка до приемлемых температур был как можно меньше. Если не превышать температуру стеклования пластика, то он не становится упругим во всем диапазоне допустимых нагрузок и подается ровно с той-же скоростью что и холодный, но греется в головке быстрее за счет меньшей разности температур. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0% ... 0%B8%D1%8F
Для ABS температура преднагрева будет до ~110..125 градусов, для PLA до 50..55.

правильнее вообще струны не печатать - заполнение кривыми тоже великолепно решает суть процесса, конечно слайсинг в 10 раз дольше, но скорость печати такая же.

проблема только в том, если возникает потребность напечатать за раз на одном столе несколько деталей или скажем конструкцию по типу зубцов короны - в верхних точках без струн не обойтись. Была бы головка позволяющая печать растворимым или разлагающимся под УФ пластиком и имеющая минимальный внутренний объем - можно было бы допечатовать поддерживающие структуры и выходить на струны короткой длинны.

две головки на ссылке (а есть уже системы с 4мя) не увеличивают скорость - они печатают по очереди разными материалами (или цветами)

Это вопрос возможности подачи - ставим 2 прутка одного цвета и даем команды на движение шаговикам поочередно на каждый канал. При этом концы прутков будут успевать прогреваться без утыкания. Главное чтобы формируемая "пробка" не выскакивала дальше определенной длинны

параллельная печать потребует самостоятельного допила прошивки и софта слайсера.
но разумеется это тот путь который нужно пройти, других вариантов не вижу

Добавлено спустя 8 минут 38 секунд:

Была бы головка позволяющая печать растворимым или разлагающимся под УФ пластиком и имеющая минимальный внутренний объем - можно было бы допечатовать поддерживающие структуры и выходить на струны короткой длинны.

это есть, гуглите "reprap PVA printing"
материал дорогой но полезный, разлагается в воде (это не классический клей ПВА а поле винил алкоголь)

А какие типичные ускорения на таких скоростях (100-200 мм/с)? Они как-то ограничиваются/задаются?

я замерял экспериментально, посредством QTMarlin
сейчас стоит 3500 мм/с для макс скорости 350 мм/с
вообще это зависит от максимальной скорости - выше макс скорость = меньше ускорение можно использовать и наоборот

Добавлено спустя 45 секунд:
post233380.html

setar писал(а):Для затравки обсуждения приведу несколько своих экспериментальных наблюдений относительно высоких скоростей печати пластиком на 3D принтерах.
кратко напомню: у меня Mendel Prusa на линейных подшипниках, печатаю пластиком ABS D=1.75 мм
горячий конец - MakerGear 0.35 мм

Скажу сразу что я спокойно печатаю крупные объекты с качеством 0.2-0.3 со скоростью 200мм/с , точнее могу печатать...

У меня никак не получается на Mendel Prusa с прутком 3мм печатать со скоростью выше 50мм. Качество сильно снижается. Неравномерная нить. Как результат срыв или пропуски при печати, особенно на заливке.
Как удается достигать таких скоростей? Или это нормально для прутка такого диаметра?
Я второй принтер собирал сам, увеличив площадь печати до 300х300х100. Экструдер дорабатывал уже (увеличил площадь контакта прутка с болтом, путем установки на болт цилиндра диаметром 18мм и накатывал на него метчиком 6мм насечки). Вытачивал сопло, так, чтобы можно было менять наконечники (0.3 и 0.5). Линейные подшипники 12мм, шкивы для ремня (на шаговики) из дюральки покупал, а с другой стороны точеные на подшипниках 608. Движения плавные, все гуд. Но вот скорость никак не могу увеличить.

сначала нужно понять с какой скоростью голова может равномерно выдавать нитку.

поднимаем голову повыше,
заходим в проинтерфейс ставим мониторинг (температуру следить).

ставим скорость выдачи 100mm/c и выдавливаем много прутка ~ 50-100мм (пруток меряется на входе, заодно калибровку проверяем)
в процессе выдачи следим за температурой и равномерностью нитки, она может складываться колечками и слегка виться, но должна быть равномерна, без утоньшений.

температура подбирается так чтобы она в процессе длинной выдачи не падала (идеально на максимальной скорости не должна просаживаться больше чем 1 градус, и в процессе равномерной подачи должна восстановиться в заданное значение).

в процессе экспериментов постепенно увеличиваем скорость.

мне удалось получить 500мм/с при 230 град С (ABS , 1.75)
по идее 3мм пруток должен равномерно выдавливаться со скоростью 300мм/с

Проверил. 100мм/с при 250 градусах (такой пластик ABS) на экструдере получилось. 150 уже все, нить неравномерная. А какая зависимость скорости экструдера со скоростью печати? Если 100мм/с нормально, то и печатать с такой скоростью можно или как? Он вращается с такой же скоростью, с которой происходит печать?

связь скорости печати со скоростью забора прутка не прямая.
она зависит от диаметра сопла, требуемой толщины нитки и так называемого потока (flow rate).
другими словами связана через объём требуемой нитки на выходе.
попробуйте уменьшать температуру, вплоть до 180 град, что то меняется ?
вдруг там пластик закипает...

Добавлено спустя 5 минут 5 секунд:
да, и ещё :
зная максимальную скорость подачи равномерной нитки ее в явном виде можно задать в KISSlicer
автоматически получим ограничение в скорости по достижимому максимуму

У меня вообще пока нормальная печать более чем на 25мм/с не получается - везде приходится экспериментировать... При том, чтобы экструдер нормально работал на 25мм ставлю Extrusion Multiplier - 65, температуру на ПЛА 230 - даю 210 - начинает рвать нить (пластик точно не АБС), параметр Ретракшн пока даже не ставлю иначе не успевает...
Чувствую, что пересобирать принтер самому нужно, тем более, что кроме платы и сопла уже все здесь по фирмам понаходил.

Наконец то добился отсутствия деламинации - поднял температуру экструдера до 252 град. (честных калиброванных мною), выровнял стол, и скорость печати первого слоя выставил в 680 мм/мин. Качество печати выросло на порядок, плюс скорости поднял.

680 в минуту ? не путаешь с секундами
это порядка 11 мм/с
я печатаю обычно 20-25 мм/с первый слой, прилипает хорошо если нормально откалиброван стол
к сожалению мне приходится менять калибровку при изменении толщины слоя

Не путаю, я ручками выставляю к Г кодах, ибо слайсер 0.8.3 последней версии ложит на конфиг скорости 1 слоя и печатает его на 180 мм мин. что есть печально.

Плюс у тебя прут тоньше, не так материал колбасит в экструдере.


Попробовал ускорения не 3000 а 800 как у тебя, принтер красиво стал перемещаться, ушла куча шумов и вибраций.