Как подобрать параметры Cura для качественной 3d печати?

Всем привет. Я думаю, что могу не стесняясь заявить о том, что на сегодняшний день все 3d принтеры являются тупыми. Под этим я подразумеваю то, что они не могут принять в себя файл 3d модели, который будет содержать информацию о геометрии детали, каким-то образом внутри себя переработать и напечатать. Возможно, через некоторое время такая функция будет доступна, но на данный момент они все понимают только g-код. Это очень простая штука. Если вы откроете любой файл сгенерированный, слайсер программой в обычном текстовом редакторе и посмотрите, что там внутри, вы увидите просто последовательный список простейших команд для принтера. Например, нагреть сопло до определенной температуры, нагреть стол до определенной температуры, передвинуть печатную головку в такую точку, с такой-то скоростью и при этом выдави такое-то количество пластика, и так далее.

Помните момент в Матрице, где Сайфер рассказывает Нео, что он видит вот в этом зеленом коде: блондинок, брюнеток и так далее. Вот с g-кодом происходит примерно то же самое. Нет, вы не увидите там женщин, но совершенно спокойно сможете его читать и даже править, если немножко выучить команды.

Но совсем другое это код написать с нуля. Если для какого-то кубика это еще и возможно, то для сложных моделей это уже становится за гранью возможностей человека. И вот тут уже нужен слайсер. Это программа, которая автоматизировано сделает за человека весь этот огромный объем работы. Но 3d принтеров существует огромное количество, совершенно разные конструкции, поэтому сделать какой-то слайсер, который смог бы в автоматическом режиме под каждый 3d принтер и под каждого случая и под каждый вид пластика автоматически все генерировать ну просто невозможно. Именно поэтому нам приходится слайсер настраивать под каждый конкретный принтер, а для того, чтобы добиться хорошего качества - иногда перенастраивать даже для каждой конкретной печати.

Несмотря на то, что 3d печать кажется очень простой, а именно технология fdm - то есть нагревание определенного количества пластика и выдавливание, передвигая сопло по определенной траектории, существует очень очень много тонкостей. Из-за этого для слайсера существуют очень много настроек, которые достаточно сильно влияют на качество печати. И вот когда вы заходите в какую-нибудь Cura и включаете там отображение всех параметров, совершенно непонятно что со всеми этими настройками делать, потому что просто глаза разбегаются.

Поэтому сегодня я именно об этом расскажу. Какие настройки стоит трогать, какие не надо, какие значения выставлять и так далее.

Но перед тем как вы продолжите читать - пара ремарок.

Во-первых, я буду говорить только о слайсере Cura. Причем про конкретную версию 3.4.1. Другие программы работают примерно также, имеют точно такие же настройки, но где-то одной или двух может не быть, где то будут дополнительные настройки. Это не критично. Поняв основы, вы наверняка сможете применить эти знания и в других слайсерах.

Во-вторых, в Сura можно скрывать и показывать различные настройки. По умолчанию большинство из них скрыты, в том числе и нужные. Чтобы это исправить, кликаем по значку меню рядом с графой поиск -> показывать все настройки. Потом настройках скроете, если что-нибудь не нужно.

В-третьих, объем информации невероятно большой и в рамках одной статьи я не смогу подробно рассказать о каждом конкретном параметре, о том как они калибруются и так далее. Поэтому я опишу очень поверхностное только о то, что нужно именно для первоначальной настройка любого 3d принтера. Для того, чтобы вытащить максимум качества из своего конкретного 3d принтера, придется многие из этих параметров калибровать. Информацию об этом не побрезгуйте поискать в интернете. Опять таки, некоторые, не самые важные, параметры я буду пропускать. Найти более подробную информацию вы всегда сможете в оффициальной документации Сura, благо она достаточно подробная. Зачастую просто из названия или из комментария понятно, что этот параметр делает.

Раздел качество

высота слоя. Это разрешение печати по высоте. Чем меньше, тем поверхность будет более гладкая, слоистость менее заметна, но при этом печататься будет значительно дольше. Для нормального качества ставьте значение в половину от диаметра сопла, но не более 75 процентов от диаметра и не менее одной десятой. У меня сопло 0.4 миллиметра - это один из самых популярных стандартов. так что высоту слоя ставим 0.2;
высота первого слоя. Понятно из названия. Используются в основном для улучшения адгезии, но в общем случае ставьте равным толщине слоя;
ширина линии. Параметр хитрый. В общем случае должен быть равен толщине сопла. Если уменьшить, линии будут ложиться плотнее, если увеличить, наоборот, между ними появится расстояние. Не рекомендую играть с этим параметром.

Дальше, почти до конца раздела, идут переопределения ширины линии для отдельных элементов модели. Опять же, не рекомендую трогать. Последний параметр в разделе:

ширина линии первого слоя. Если кратко, то если стол нормальный откалиброван, то ставьте сто процентов, а если нет, то калибруйте стол, а не этот параметр.

Раздел ограждение

толщина стенки и количество линий стенки. Параметры связаны. Для сопла 0.4 миллиметра две стенки - это нормальное качество. 3 ставим, если надо сделать прочно и 4, если очень прочно. Другие значения, то есть 1 или там 5 или больше не рекомендую ставить;
расстояние очистки внешней стенки. Этот параметр отвечает за то, какое расстояние сопло проходит вдоль стенки после окончания линии. Рекомендую от половины диаметра сопла до целого то есть от 0.2 до 0.4 в моем случае. до лишь пять

Дальше 5 связанных параметров, отвечающих за количество слоев для дна и крышки.

толщина дна/крышки. Я рекомендую 5 для крышки при толщине слоя 0.2 миллиметра и 3 для дна. При этом когда нужна прочность, поднимаю количество слоев дна тоже до 5. Если слой тоньше, то слоев для такой же толщины дна или крышки нужно будет больше;
шаблон для крышки/дна. Это то, как будут выкладываться эти элементы. Почти всегда используется зигзаг. Линии - это почти тоже самое, но хуже. Концентрический шаблон нужен для сложных форм, где зигзагом принтер офигевает печатать. На самом деле, он достаточно редко применяется;
направление линии дна/крышки и вставка внешних стенок. Не трогайте;
оптимизация порядка печати стенок. Очень рекомендую включить;
печать внешних стенок. Рекомендую не включать для всех видов пластика;
заполнение зазоров между стенками. Ставим везде;
фильтровать только небольшие зазоры. Включаем. Это положительно скажется на прочности. При этом на качество поверхности - нет;
печать тонких стенок. Отвечает за печать стенок, которые тоньше диаметра сопла. В принципе, принтеры это в определенных пределах могут сделать, но при необходимости печати элементов тоньше диаметра сопла, следует поставить другое сопло.
горизонтальное расширение. В том числе работает и с первым слоем. Если тут не нулевое значение, то слайсер как бы построит эквидистантную модель с указанным смещением. С минусом отступы от каждой поверхности будут внутрь, с плюсом - наружу. Пример использования. Допустим, у вас есть вал и деталь с отверстием. Оба одинакового диаметра. Мы распечатали. Но, из-за неидеальности нашего мира, деталь немного расширилась или ужалась и одно в другое не лезет или наоборот люфтит. Вам хочется исправить это и можно, конечно, масштаб детали чуть изменить. А вот если отверстий в одной детали несколько и расстояния между ними не хочется менять... тут эта настройка и пригодится.
выравнивание шва по оси z. Этот параметр очень важный, так как наличие шва очень портит модель и его хочется скрыть. Сам шов возникает из-за того, что внешний периметр не замкнут и у него есть начало и конец, и они в одной точке. В этой точке как раз формируется сам шов. И мы не можем с этим ничего поделать, кроме как заставить слайсер начинать каждый слой в определенном месте. Вариантов несколько. Короткий путь - начала будут случайно разбросана по модели таким образом, чтобы печаталась быстрее всего. Времени это особо не экономит, так что я считаю что не нужно. Случайно - еще хуже. Скорости даже в теории не прибавляет, а вид такой же плохой. И нравящийся мне вариант - пользовательский. В нем появляется еще две настройки координат точки. И именно в ней, или максимально близко к ней будет шов. Это его как бы выравнивает по вертикали и позволяет потом срезать одним движением ножа. Да и точку можно выбрать так, чтобы шов был на незаметной части модели. Например, на задней стенке я координатами выбираю обычно по x - центр стола а по y - какой-нибудь большое значение - 500, 1000 и так далее. В этом случае шов будет ровно на задней части модели;
настройки угла шва. Отвечают за то, строить ли шов ближе всего к указанной точке или в некоторых пределах переносить ближе к какому-нибудь углу. В принципе в углах швы естественным образом маскируются, поэтому можно выбрать спрятать. Но если экструдер нормально настроен, то с точки зрения механики, с точки зрения 3d печати, шов будет достаточно маленький. В этом случае я предпочитаю выбрать показатью. Тогда шов переносится прямо на саму поверхность, откуда его опять же легко ножом срезать;
разрешить разглаживание. Это еще называется ironing и являет собой дополнительный проход по крышке разогретым соплом без выдавливания пластика. Иногда может сгладить поверхность немного, иногда может зацепиться за что-нибудь и все отдерется и поломается. В общем, я не использую ввиду непредсказуемости результатов.

Раздел заполнение

плотность заполнения. Следует подбирать, исходя из соображений скорости печати, прочности и расхода материала. Минимум в обычной печати - около 10 процентов, иначе крышка будет в воздухе висеть и распечатается некачественно. Обычная печать - от 15 до 35. Выше 35 - лучше уже сразу сотку ставить;
дистанция линий заполнения. Расстояние между линиями. Зависит от плотности. Лучше плотность подбирать так, чтобы дистанция была не более 5 миллиметров, а то будет опять же провисать крышка;
шаблон заполнения. Тут все достаточно сложно и полную информацию тут не дам. Лично я использую треугольники как одну из самых прочных структур. В других слайсерах иногда еще сотами пользуюсь, так как у них хорошее отношение прочности к количеству пластика;
соединять линии заполнения. Всегда да. Так и прочнее, и с экструдера значительно снимается нагрузка, потому что не нужно делать очень частые retract'ы;
процент перекрытия заполнения. Насколько линии заполнения заходят на оболочку. 10 процентов должно хватать, если остальное настроено верно. Но иногда можно увеличить, если заполнение не клеится к оболочке;
дистанция окончания заполнения. Ставим примерно в четверть от диаметра сопла;
толщина слоя заполнения. Возможность печатать заполнение более толстыми слоями, чем внешний периметр. Если у вас стоит толщина слоя равная половине диаметра сопла, то этот параметр не для вас. А вот если у вас, например, 25 процентов, то есть при сопле 0.4 миллиметра толщина слоя 0.1, то можно поставить здесь например 0.2. В таком случае заполнение будет печататься только на каждом втором слое, но вдвое толще. Ввиду этого, значительно повысится скорость. В принципе, несколько повысится и прочность, при этом не особо влияя на качество;
изменение шага заполнения. Используется для художественных моделей, когда прочность не так важна, как внешний вид. Эта настройка делает заполнение в нижней части модели реже и по пути крышки увеличивает его плотность на указанное количество шагов. Таким образом крышка печатается на плотном заполнение, но на него не тратится много материала и времени;
поддержка заполнения. Функция, которая на практике портит модель, так что лучше не использовать.

Раздел материал

температура сопла. Cтавим равной рекомендуемой для вашего пластика. Обычно пишется на коробке. Если указан диапазон, то берите среднее значение. Дальше настройки не особо важные. Единственное, смотрите, чтобы температура начала и конца печати не были ниже нижнего предела для вашего пластика;
температура рабочего стола. Обычно выставляется равной температуре стеклования пластика. PLA - 65, PETG - 80, ABS - 105.
температура стола для первого слоя. Можно повысить на 5 - 10 градусов, чтобы исключить момент, когда на термисторе уже нужная температура, поверхность стола не успела прогреться;
диаметр. Тут важно проверить, что стоит ровно столько, сколько у вас в реальности. Если будет стоять другое значение, то есть при прутке 1.75 вы здесь оставите 3 например, то будет некорректно рассчитываться количество выдавливаемого пластика. У вас будет либо недоэкструзия, либо переэкструзия;
поток. Настройка - головная боль. Про нее можно отдельную статью писать. Опишу как подобрать этот параметр в двух словах. Ставите значение 90 процентов и печатаете обычный куб. Смотрите на крышку если недоэкструзия, то повышаете на пару процентов и повторяете, пока крышка не будет выглядеть нормально. Если переэкструзия, то соответственно уменьшаете;
поток для первого слоя. Если откалиброван нормально, то должен стоять как и обычно;
разрешить откат. Точно разрешаем. Без него печатать почти невозможно;
откат при смене слоя. Можно включить, если шов очень сильный. Не факт, что это его уменьшит, но попробовать можно;
величина отката. Для bowden ставим 5-7 мм, для direct - от 1 до 3 (детальная информация о конструкциях экструдеров);
скорость отката. Я много экспериментировал пришел к "золотой цифре" 25 миллиметров в секунду для всех принтеров с совершенно разными экструдерами. И быстро более-менее и качество получается в порядке. Но можете поэкспериментировать, может быть у вас оптимальными выйдут другие цифры;
дополнительный заполняемый объем при откате. Если после отката пластик начинает давиться не сразу, то можно поставить здесь немного и возвращаться пластика будет больше чем откатилось. Ну а если после отката дается капля, ставим тут значение с минусом. Начинаем с 0.1, увеличиваем или уменьшаем, пока не добьемся нормального результата. Конечно, если у вас все нормально откалибровано, то здесь должен стоять 0;
минимальное перемещение при откате. Позволяет избегать очень часто повторяющихся откатов. Ставьте от двух до пяти толщин сопла.раздел скорость тут

Раздел скорость

Тут все очень зависит от вашего принтера. В частности, его конструкции и насколько он откалиброван.

скорость. Если вы не знаете с какой скоростью печатать, то поставьте 50 миллиметров в секунду, а потом повышаете по 10-20 до момента, когда качество перестанет устраивать или не появятся косяки типа смещения слоев. После этого надо немножко уменьшить, чтобы был запас и печатайте именно с такой скоростью;
скорость заполнения. Можно поставить такой же или даже повыше. Главное, чтобы не начались какие-то смещения;
стенки/дно/крышка. Лучше печатать по медленнее;
скорость перемещения. Должна быть в пределах разумного для кинематики принтера. Чаще всего проскачивание ремня или пропуск шагов, приводящие к смещению слоев происходит как раз из-за того, что люди правят именно скорость печати, а эту не трогают и она остается значительно выше, чем обычная скорость печати. Поэтому тут нужно смотреть именно на то, что способен перенести ваш принтер. Если он начинает проскакивать допустим при условных 100 мм/с, то здесь нужно поставить 90 а скорость печати где-нибудь в 80, а то и 60;
скорость первого слоя. Чтобы лучше липла, желательно печатать помедленнее но необязательно. Тут все зависит от способа, которым модель клеится на стол. К примеру, для ultrabase покрытий я ставлю 15 мм/с, а для гладкого стекла с клеем можно и 40 и 50 совершенно спокойно печатать, потому что там адгезия значительно выше;
максимальная скорость по оси z. Может ограничить скорость перемещения по этой оси, чтобы уменьшить нагрузку на мотор, избежать пропуска шагов. Но вообще, если мотор не справляется, то проблема с механикой. Или мотор недостаточно мощный. И исправлять надо там, а не здесь настраивать.
количество медленных слоев. Ставьте один или два в зависимости от того, насколько хорошо пластик липнет к столу;
выравнивание потока материала. Это зло. не включайте;
разрешить управление ускорением/рывком. Лучше не включать и не использовать. Это довольно опасная настройка, для подбора которой нужен опыт. Лучше не трогать.

Раздел перемещение

режим комбинга. Иногда крайне нежелательно, чтобы сопло двигалась по уже напечатанным частям, так как может задеть или оставить борозду. Да и сопли на периметрах могут остаться. В таком случае включают эту настройку, так как она заставляет слайсер искать пути перемещения таким образом, чтобы избегать уже напечатанных участков. При этом ретрактор во время комбинга выключаются. То есть, пока сопло находится внутри модели retract'ов не будет. Это может сыграть как в плюс так и в минус, но обычно все-таки в плюс. Режима 3: выключен везде - то есть комбинг и на периметрах и на заполнение и не в оболочке, то есть избегать только периметров;
максимальное расстояние комбингов без откатов. Нужно, чтобы не допустить очень длительных перемещений без отката, так как при них вытечет много пластика и образуются недоэкструзии в начале следующей линии. 50 миллиметров обычно хватает, но можно и меньше - 20, 30 мм;
откат перед внешней стенкой. Не нужен. Не особо спасает ни от чего;
избегать напечатанных частей поддержек при перемещении. Я предпочитаю включить;
дистанция обхода. На каком расстоянии от модели будет двигаться сопло. 1 миллиметр хватает;
x/y координата начала. Можно оставить 0, если у вас принтер с одним экструдером, а если с двумя, то крайне рекомендую поставить равным координатам центра стола. И даже не пытайтесь понять как работает настройка, она сделана странно, я сам не понимаю зачем оно нужно. Просто не трогайте ее или сделайте так, как я сказал;
поднятие оси z при откате. Я всегда держу включенным. Это может помочь избавиться от задевания при перемещениях, но и без нее не должно задевать, если у вас все хорошо с 3d принтером.

Раздел охлаждение

включить вентиляторы. Включаем для всех видов пластика. Ну разве что кроме деталей из ABS, которым я вообще не рекомендую пользоваться;
скорость вентилятора. Ставим, исходя из типа пластика и мощности системы. Штатная система охлаждения обычно маломощная, поэтому для PLA и PETG ставим 100. Для ABS поставьте 20 или вообще ноль. Также, если будет расслоение любого вида пластика, то стоит уменьшить обдув.
максимальная скорость вентилятора. Обычно максимальную скорость рекомендуют также держать 100 процентов. В этом случае порог переключения на повышенную скорость не важен;
начальная скорость вентилятора. Эту скорость на первом слое рекомендую для всех видов пластика сделать 0. Обдув включать уже начинается после 2 или 3 слоя;
обычная скорость вентилятора на слое. На каком именно слое установится заданная скорость. До этого скорость вентилятора будет постепенно возрастать с каждым слоем. Допустим, если вентилятор на первом слое 0 процентов, на четвертом 100, то на второй слой программа сама поставит 33 процента, на третьем 66;
минимальное время слоя. Поставьте 5 секунд. Это замедлит печать при очень маленьких слоях;
минимальная скорость. Не даст замедлять ниже этого значения, так как на совсем малых скоростях принтер тоже нормально печатать. 10 - 15 миллиметров обычно минимум;
подъем головы. Лучше отключить. Нужен он для того, чтобы, когда слой слишком маленький и его нужно замедлить до скорости ниже минимальной, сопло поднималось, давая слою дополнительное время, чтобы остыть. На практике вызывают кучу проблем.

Раздел поддержки

Тут опять таки все сложно и объяснение стоит отдельной статьи. Но при этом настройки от принтера или типа пластика не особо зависят поэтому, вкратце опишу лишь основные моменты.

шаблон поддержек лучше всего зигзаг. Он удаляется легче и печатается нормально. Но для сложных моментов может понадобиться выставить концентрический;
количество линий стенки поддержки обычно стоит оставить 0, но при наличии крохотных областей, я выставляю 1. Это помогает упрочнить маленькие поддержки, чтобы они не отваливались во время печати;
зазор поддержки по оси z ставим от 0.1 до 0.2. Чем больше, тем легче будет отделить, но тем ниже и качество нижней поверхности, которые будут печататься на этих поддержках;
связующий слой всегда включаем. Он помогает добиться лучшего качества нависающих областей и при этом мы отделяется легче.
плотность и связующего слоя и дна ставим 50 - 80 процентов. Чем больше, тем лучше качество, но сложнее отделять;
использование башен. Всегда включайте. Это реально помогает;
диаметр башен. Можно увеличить, если их отрывает. раздел прилипание к столу

Раздел прилипание к столу

Тип прилипания к столу. Юбка - это несколько линий, печатаемых вокруг модели на некотором расстоянии. Используется, чтобы дать экструдеру прочиститься перед началом печати. Кайма - точно такие же несколько линий, но без расстояния от модели. Увеличивает площадь соприкосновения со столом и улучшает адгезию. Ну и также выполняет работу юбки. Подложка - массивная структура в несколько слоев которая хорошо липнет к столу, а к ней хорошо липнет модель после печати. От модели отделяется как поддержки. Минус - нижняя поверхность детали будет плохого качества. Для юбки ставим количество линий 3 - 5 штук и расстояние 3 - 10 миллиметров. Минимальная длина 500 миллиметров даст уверенность, что экструдер точно успеет выйти на рабочий режим. Для каймы настройки такие же, только без расстояния от модели. По поводу настройки каймой только снаружи рекомендую ее включать для большинства моделей и выключать только там, где есть проблемы с колебанием внутренних частей. Для подложки настроек много. Дополнительное поле подложки - это насколько подложка будет иметь большую ширину, чем модель. Сглаживание подложки - это радиус углов, помогает им лучше липнуть. Воздушный зазор - расстояние между подложкой и моделью. Все точно так же как с поддержками - от 0.1 до 0.2. z наложение первых слоев нужно, так как из-за зазора первый слой модели оказывается ниже и остальные слои желательно тоже передвинуть чуть ниже. Так модель будет лучше в нижней части. Верхние слои подложки - ставим 2, иначе качество нижнего слоя модели будет совсем отвратительным. Скорость печати середины подложки лучше сделать поменьше, так как это увеличит адгезию. 15 мм для низа и 30 для остального - это хорошо. Скорость вентилятора для подложки ставим 0.

Остальные разделы

Остальные разделы для новичков не особо нужны. Но если хотите, откройте их и почитайте подсказки к различным опциям. Это может быть довольно интересно.

На этом все основные параметры разобрали.

Всем удачной 3d печати и не забывайте делиться своим личным опытом в комментариях.