3DPrintStory    Процесс 3D печати    Как оптимизировать настройки поддержек (суппортов) в Cura

Как оптимизировать настройки поддержек (суппортов) в Cura

Все 3D принтеры, работающие по принципу моделирования методом наплавления (FDM) создают объекты, выдавливая термопластический материал слой за слоем. Следовательно, каждый слой должен поддерживаться слоем под ним. Когда под частью 3D модели нет слоя (как в случае свесов и мостов), могут понадобиться опорные конструкции. Они печатаются вместе с основной моделью и снимаются во время постобработки.

Вы можете подумать: "Звучит не слишком страшно". Тем не менее, слово "поддержка" ужасает многих пользователей 3D принтеров. Некоторые даже считают это почти ненормативной лексикой. В конце концов, опорные конструкции не только требуют большего количества материала, но они также известны тем, что негативно влияют на качество поверхности и их сложно удалить.

К сожалению, некоторым моделям просто необходимы опоры. Но это не значит, что мы не можем оптимизировать их, изменив соответствующие настройки.

В этой статье мы сначала поговорим о том, когда вам нужны поддержки, а когда нет. Затем мы рассмотрим некоторые важные настройки суппортов в Cura, чтобы настроить их для достижения наилучших результатов.

Примечание. Эта статья написана специально для пользователей Ultimaker Cura, но основные принципы, лежащие в основе настроек, могут быть применены к различным другим слайсерам.

Нужны ли вам суппорты?

Чтобы определить, нужны ли вам опорные конструкции, необходимо учитывать несколько моментов:

  • Правило 45 градусов (свесы): если свесы больше 45 градусов (относительно вертикали), им потребуется поддержка. Чтобы проверить возможности вашего 3D принтера в контексте максимальных углов свесов, попробуйте распечатать эту тестовую 3D модель. Когда ваш 3D принтер перестает адекватно печатать под определенным углом вылета, - это будет тот самый угол, придостижении которого вам надо использовать дополнительные опоры.
  • Правило 5 мм (мосты): если мосты шире 5 мм, им может потребоваться поддержка. Конечно, не все 3D принтеры одинаковы. Некоторые могут печатать на больших расстояниях. Другие едва ли могут напечатать более тонкие. Попробуйте распечатать эту тестовую модель, чтобы определить, нужны ли вашему 3D принтеру суппорты. Вы узнаете максимально допустимую длину моста, после которой необходимы суппорты, когда увидите, что мосты в тестовой модели начинают провисать.

Если вы определились, что вам нужны суппорты, давайте рассмотрим настройки Cura для их максимально эффективного использования.

Настройки опор

В Cura есть несколько настроек, которые помогут вам оптимизировать поддержки ваших 3D моделей. Вот с чего стоит начать:

Когда вы впервые открываете Cura, нажмите "Custom" в "Print Settings". Здесь вы можете настроить параметры, которые в противном случае скрыты в разделе "Recommended Settings".

Щелкните правой кнопкой мыши и выберите "Configure Setting Visibility"

Выберите "Check All".

Теперь вы можете увидеть все настройки, которые Ultimaker предоставляет в Cura. Прокрутите вниз до настроек поддержки, нажмите "Generate Support", и теперь можем приступить к тюнингу настроек опор для вашей 3D модели!

Расположение поддержек

После того, как вы нажмете "Generate Support", первой настройкой будет "Support Placement". Здесь вы можете выбрать "Everywhere" или "Touching Buildplate". Вероятно вы догадались, что это определяет, будут ли опоры напечатаны везде (где необходимо) или базируются только от рабочего стола.

В большинстве случаев лучше выбрать "Touching Buildplate", потому что опоры по всей поверхности вашей 3D модели могут вызвать неприятные дефекты на поверхности готового изделия.

Однако иногда опоры везде просто необходимы. Так обстоит дело с действительно сложными моделями, которые невозможно напечатать без дополнительных суппортов.

Угол нависания поддержек

С помощью настройки "Support Overhang Angle" вы можете указать максимальный угол нависания, по достижению которого вы хотите использовать опоры. Как упоминалось ранее, угол по умолчанию обычно составляет 45 градусов. Однако для вашего конкретного 3D принтера этот угол может быть другим. Так что предварительно стоит проверить этот параметр с помощью тестовой 3D модели.

К слову, этот угол также может отличаться в зависимости от особенностей отдельной 3D модели. 0 градусов - это генерация суппортов для каждого минимального угла нависания, 89 - соответственно минимум поддержек.

Шаблоны поддержек

Ultimaker Cura поддерживает различные шаблоны структур поддержки - "Support Pattern". Каждый из шаблонов балансирует между прочностью и простотой удаления.

Быстрые и легкие

  • Zig-zag (зигзаг) - самые быстрые по исполнению и самые легкие по удалению.
  • Lines (линии) - это эволюция предыдущего шаблона. Они по-прежнему являются отличными, легко снимаемыми опорами, но немного прочнее, чем зигзагообразные, и обычно не отрывается одним куском.
  • Concentric (концентрические) - лучше всего подходит для моделей, форма которых близка к сферам или цилиндрам. Как правило, он немного прочнее, чем зигзаги и линии.

Обратите внимание, что из-за однонаправленности трех вышеперечисленных шаблонов они, как правило, более уязвимы. Например, вибрации и тонкие опорные конструкции могут привести к тому, что сопло не будет идеально совмещено с предыдущими слоями, что может вызвать проблемы в долгосрочной перспективе.

Более того, если эти узоры хоть немного уловятся движущимся соплом, они могут оторваться от поверхности внизу и схлопнуться по принципу гармошки!

Прочные

И grid (сетка), и triangle (треугольник) - отличные шаблоны для получения прочных опор. Они устойчивы к вибрации, однако увеличивают время 3D печати и, как правило, лучше контактируют с опорными поверхностями. Это может затруднить постобработку.

Support Density (Плотность поддержек)

"Support density" (плотность опоры) очень похожа на плотность заполнения в том смысле, что вы выбираете компромисс между прочностью, скоростью и легкостью удаления.

Опорные конструкции с высокой плотностью обычно более жесткие и могут выдерживать вибрации. Кроме того, увеличенный контакт с выступами делает опоры высокой плотности идеальными для сложных или детализированных опор. С высокой плотностью ожидайте более надежной поддержки, но большего использования материала, более длительного времени печати и более сложной постобработки.

Опоры с низкой плотностью идеально подходят для обычных опорных поверхностей, для которых не требуется много точек контакта. Суппорты с низкой плотностью с большей вероятностью будут реагировать на вибрацию во время 3D печати, но они уменьшают стоимость материала, время 3D печати и облегчают процесс их удаления.

Плотность суппорта 20% - отличное значение для старта, но не стесняйтесь изменять измените это значение в соответствии с потребностями вашей 3D модели.

Z Distance (Расстояние Z)

Этот важный параметр определяет расстояние от верха и низа опор до 3D модели. Этот параметр состоит из двух разделов: верхнее расстояние и нижнее расстояние.

Высокое значение этих расстояний позволяет увеличить зазор между моделью и опорой, что упрощает последующую обработку, и создает более гладкую поверхность 3D модели из-за меньшего количества точек контакта. Низкое значение полезно, когда вы пытаетесь поддержать сложные выступы, требующие высокой детализации. Однако при низком значении опоры сложнее удалить.

Как и во многих настройках, поэкспериментируйте с этими расстояниями, чтобы подобрать идеальный вариант для вашего 3D принтера.

X/Y Distance (Расстояние X/Y)

Расстояние X/Y очень похоже на расстояние Z. Эта настройка регулирует горизонтальное расстояние между моделью и ее опорой.

Опять же, чем дальше расстояние, тем легче снимать опору. Чем короче расстояние, тем прочнее опорная конструкция.

Как правило, большее расстояние X/Y означает лучшее качество поверхности на вертикальных участках. Если вертикальные детали на ваших моделях неровные из-за соседних опор, попробуйте увеличить расстояние X/Y.

Меньшее расстояние X/Y приведет к лучшей поддержке свесов, а именно тех, которые расположены рядом с вертикальными поверхностями. Однако они могут вызвать дефекты вертикальных поверхностей и усложнить постобработку.

Support Distance Priority (Приоритетность расстояния поддержек)

В зависимости от типа отвеса, который вы пытаетесь напечатать, расстояние Z может противоречить расстоянию X/Y. В Cura, однако, вы можете настроить приоритет в этих расстояниях, чтобы в случае противоречия было сохранено самое важное.

Как правило, лучше, чтобы Z переопределял X/Y, потому что расстояние Z - это то, что действительно поддерживает модель. Однако вы всегда можете изменить этот параметр переопределения, если этого потребует определенная 3D модель.

Вы также можете установить минимальное расстояние X/Y. Тогда, даже когда расстояние Z имеет приоритет, минимальное расстояние X/Y все еще сохраняется.

Join Distance (Расстояние соединения)

Расстояние соединения позволяет настраивать максимальное горизонтальное расстояние между опорными конструкциями. Когда две опорные конструкции находятся ближе друг к другу, чем это значение, они будут напечатаны как одна структура. Чем выше значение этого расстояния, тем быстрее опоры соединятся. Если опорные конструкции особенно тонкие, это может помочь обеспечить более надежную поддержку 3D модели.

Однако, если вы установите слишком высокое значение, опорные конструкции могут стать плотными и их будет трудно удалить.

Horizontal Expansion (Горизонтальное расширение)

Когда опорные поверхности очень тонкие, вашему 3D принтеру сложно создать прочные конструкции на небольшой площади. Параметр "Horizontal Expansion" позволяет вам установить горизонтальное расширение, чтобы даже небольшие опорные области были адекватно поддержаны.

Ввод большого значения для этого параметра всегда будет приводить к более прочным опорам, но этот параметр требует, чтобы ваш 3D принтер использовал больше материала.

Towers (Башни)

Для очень небольших выступов Cura позволяет печатать опоры в виде башен, которые сужаются вверху, чтобы поддерживать области меньше установленного вами минимального диаметра (в других областях будут использоваться обычные опорные конструкции.)

Чтобы эти опорные башни не были слишком слабыми, у них больший диаметр, чем поддерживаемая ими площадь. Вы всегда можете изменить этот диаметр в Cura. Вы также можете отрегулировать угол, под которым ваши башни поднимаются до определенной точки, чтобы сделать башни более плоскими или острыми.