Объёмная скорость

Объемная скорость и ее влияние на 3D-печать | Bambu Lab Wiki

Что такое объемная скорость? Объемная скорость — это скорость, с которой филамент проходит через хотэнд и выдавливается на печатную платформу. Вместо того чтобы просто думать о скорости движения (мм/с), объемная скорость измеряет, сколько филамента (мм³/с) машина может расплавить и экструдировать. Представьте, что вы наливаете сироп через воронку. Более быстрое движение не поможет, если воронка не справляется, в конечном итоге она засоряется или течет неравномерно.

Почему это важно? Хотэнд имеет физический предел. Если вы попытаетесь экструдировать больше материала, чем он может расплавить, вы столкнетесь с проблемами качества, такими как недоэкструзия, слабое сцепление слоев или дефекты поверхности. Объемная скорость лежит в основе балансировки скорости печати и качества печати.

Как работает объемная скорость Объемная скорость или скорость потока представляет собой объем экструдированного филамента за единицу времени, выраженный в

мм³/с. На нее влияют несколько факторов, включая диаметр сопла, ширину слоя, высоту слоя, конструкцию хотэнда, характеристики филамента и температуру сопла. Вместе эти параметры устанавливают верхний предел, известный как максимальная объемная скорость. Слайсер использует это значение, чтобы предотвратить попытки протолкнуть через хотэнд больше филамента, чем он может надежно расплавить, предотвращая недоэкструзию или сбои печати. Хотя объемную скорость можно рассчитать по формуле ниже, максимальная объемная скорость может быть определена только путем практического тестирования. Объемная скорость (мм³/с) = Высота слоя (мм) X Ширина слоя (мм) X Скорость печати (мм/с) Высота слоя относится к высоте каждого слоя в 3D-модели, а ширина слоя означает ширину одной расплавленной нити филамента, экструдируемой соплом во время печати. Подробнее о высоте слоя software/bambu-studio/layer-height и ширине слоя software/bambu-studio/parameter/line-width можно найти в Bambu Wiki. В реальном примере, если вы печатаете с соплом 0.4 мм и используете ширину слоя 0.45 мм при высоте слоя 0.2 мм со скоростью 200 мм/с, машина будет выдавать 18 мм³/с. Если настройки слоя остаются прежними, но мы увеличиваем скорость до 300 мм/с, это приведет к 27 мм³/с. Надеемся, этот пример проясняет влияние изменения скорости на поток. Суммируем вышеизложенную информацию в таблице, всегда используя высоту слоя 0.2 мм и ширину слоя 0.45 мм: Изменение скорости печати оказывает большое влияние на объемную скорость, как показано. Что насчет высоты слоя, например? Используя 200 мм/с при ширине слоя 0.45 мм, мы можем изменять высоту слоя с шагом 0.05 мм: Изменение высоты слоя также оказывает большое влияние на объемную скорость. При выборе процесса печати в Bambu Studio обратите внимание, что высота слоя меняется в различных процессах печати: Теперь нам нужно сравнить фактическую объемную скорость с максимальной объемной скоростью для каждого приложения. Нет необходимости в сложных экспериментах с различными филаментами, соплами или температурами, все, что вам нужно сделать, это перейти в раздел филаментов Bambu Studio (1), затем выбрать нужный материал (2) и нажать, чтобы отредактировать предустановку (3). Затем убедитесь, что вы находитесь на вкладке «Филамент» (4) и прокрутите вниз (5), пока не найдете «Максимальную объемную скорость» (6). На Bambu Lab H2S с Bambu PLA Basic максимальная объемная скорость указана как 25 мм³/с. Это значение представляет собой верхний предел экструзии, который хотэнд и филамент могут надежно выдерживать. Это значение было тщательно оценено Bambu Lab для различных машин и филаментов. Слайсер определяет требуемый поток для каждой функции и траектории инструмента на протяжении всей модели. Если рассчитанная объемная скорость превышает максимально допустимое значение для выбранного типа филамента, будь то из-за более высокой скорости печати, увеличения высоты слоя или большей ширины слоя, слайсер автоматически корректирует, снижая скорость. Это гарантирует, что фактический поток остается в пределах определенной максимальной объемной скорости, поддерживая качество печати. Если максимальная объемная скорость некорректна или увеличена, принтер может попытаться экструдировать материал со скоростью, превышающей его физические возможности. СОВЕТ: После нарезки модели, если ваша печать кажется медленнее, чем ожидалось, проверьте настройку «Максимальная объемная скорость» в Bambu Studio, в меню «Поток» (1). Она может ограничивать скорость по соображениям качества, и вы можете точно увидеть, где достигается максимальная объемная скорость.

Как филаменты влияют на максимальную объемную скорость Максимальная объемная скорость определяется не только аппаратным обеспечением принтера (хотэнд, сопло, экструдер), но и свойствами материала филамента. Каждый материал ведет себя по-разному из-за его: точки плавления, теплопроводности, вязкости в расплавленном состоянии, чувствительности к изменениям температуры и механических свойств. Максимальная объемная скорость филамента зависит от того, насколько легко он может расплавиться и протечь через сопло. Материалы с

более низкой температурой плавления, такие как PLA, быстро достигают температуры экструзии и могут выдерживать более высокие скорости. В отличие от них, высокотемпературные филаменты, такие как ABS, требуют больше времени для плавления, поэтому хотэнд с трудом справляется при высоких скоростях потока. Теплопроводность также имеет значение: PLA эффективно передает тепло и плавится равномерно, в то время как PETG и ABS медленнее поглощают тепло. При слишком быстрой подаче их сердцевина может оставаться частично твердой, что приводит к недоэкструзии. Вязкость — еще один фактор. PLA становится низковязкой, легкотекучей жидкостью после расплавления, но PETG и ABS намного гуще. Они создают обратное давление внутри сопла, ограничивая количество материала, которое может пройти за секунду. Чувствительность к температуре добавляет еще одно ограничение. PLA терпим в широком диапазоне температур сопла, но PETG и TPU более деликатны. Небольшое несоответствие температуры может привести к заклиниванию или образованию нитей у PETG, а также к засорению или сбою у TPU. Механические свойства влияют на экструзию еще до плавления. Жесткие филаменты, такие как PLA и ABS, плавно проходят через экструдер на высоких скоростях, но гибкость TPU приводит к его сжатию и изгибу при быстрой подаче, делая его максимальную объемную скорость самой низкой из всех. PETG также имеет тенденцию прилипать к стенкам сопла в расплавленном состоянии, увеличивая сопротивление, что еще больше замедляет поток. Ниже приведена сравнительная таблица PLA, PETG, ABS и TPU. Большая площадь означает, что филамент имеет более высокую максимальную объемную скорость:

Как увеличить скорость печати, не достигая максимальной объемной скорости Несколько методов позволяют увеличить скорость печати, оставаясь в пределах максимальной объемной скорости. Наиболее эффективные корректировки включают снижение высоты слоя, небольшое повышение температуры хотэнда в рекомендуемом диапазоне и использование большего диаметра сопла. Каждая из этих стратегий помогает снизить нагрузку на экструзию на хотэнд, что позволяет достичь более быстрой печати, не превышая максимальную объемную скорость.

Использование меньшей высоты слоя Высота слоя — еще один важный фактор, напрямую влияющий на объемную скорость. Когда вы уменьшаете высоту слоя, каждая линия экструзии содержит меньше материала, что снижает общий объем филамента, который должен быть расплавлен и пропущен через сопло в секунду. Это означает, что хотэнд испытывает меньшую нагрузку, даже если скорость печати остается прежней. Используя формулу объемной скорости вместе с шириной слоя 0.45 мм, мы можем варьировать скорость и сравнивать различные объемные скорости между высотой слоя 0.2 мм, 0.3 мм и 0.16 мм. Уменьшая высоту слоя, мы смогли снизить объемную скорость. В таблице выше видно, что уменьшение высоты слоя с 0.3 мм до 0.16 мм при скорости 250 мм/с снизило объемную скорость с 33.8 мм³/с до 18 мм³/с. Помимо снижения объемной нагрузки, меньшая высота слоя также улучшает разрешение и качество поверхности модели. Более тонкие слои захватывают более мелкие детали, уменьшают видимость линий слоев и создают более гладкие кривые и уклоны. Обратной стороной, конечно, является значительное увеличение времени печати, поскольку для построения одной и той же высоты модели требуется больше слоев.

Температура хотэнда При печати вблизи максимальной объемной скорости филамента хотэнд иногда с трудом успевает расплавить материал. Один из способов помочь — немного повысить температуру сопла, обычно в диапазоне 5–10 °C. Этот дополнительный нагрев снижает вязкость расплавленного филамента, позволяя ему легче проходить через сопло и давая принтеру небольшой дополнительный запас по объемной скорости. Однако температура никогда не должна быть вашей первой корректировкой. При печати вблизи максимальной объемной скорости лучше начать с проверки печати на наличие признаков напряжения. Ищите недоэкструзию, такую как видимые зазоры в стенках, грубое заполнение. Также проверьте плохое сцепление слоев, которое может проявляться в виде слоев, которые разделяются, или слабых мест, где деталь может легко сломаться. Это ранние признаки того, что хотэнд достигает своего предела плавления. Если эти проблемы возникают, а снижение скорости не является вариантом, то осторожное повышение температуры хотэнда на несколько градусов часто может стабилизировать экструзию достаточно, чтобы успешно завершить модель. Это следует рассматривать как крайнюю меру, поскольку слишком высокое значение может привести к собственным проблемам, таким как образование нитей, провисание нависающих частей или обесцвечивание материала.

Диаметр сопла С большим диаметром сопла каждая линия филамента имеет большую площадь поперечного сечения. Это означает, что экструдер может пропускать больше пластика через сопло при той же скорости движения инструментальной головки. Поскольку отверстие сопла шире, расплавленный филамент испытывает меньшее сопротивление по сравнению с прохождением через маленькое отверстие. Это позволяет хотэнду обеспечивать более высокие скорости потока до достижения своего предела. На практике переход от сопла 0.4 мм к соплу High Flow 0.6 мм увеличивает максимальную объемную скорость, которую система может достичь без недоэкструзии. Например, Bambu Lab H2 Series с соплом High Flow 0.4 мм может достигать около 35 мм³/с с PLA Basic. При переходе на сопло High Flow 0.6 мм система может экструдировать до 40 мм³/с, что обеспечивает более быструю печать и больший запас для смены режимов скорости. Тем не менее, большие сопла имеют свои недостатки. Хотя они увеличивают объемную скорость и позволяют использовать более толстые слои и более прочные детали, они также снижают достижимую детализацию и качество поверхности по сравнению с меньшим соплом. Для проектов, где качество печати и мелкие детали важнее скорости, использование сопла 0.4 мм может по-прежнему быть лучшим выбором.

Влияние на качество печати Если максимальная объемная скорость превышена, могут возникнуть различные проблемы с качеством печати. Важно распознать эти симптомы, чтобы скорректировать настройки и восстановить надлежащее качество печати. Типичные проблемы включают проблемы с точностью размеров, недоэкструзию, слабые или неравномерные нависающие части, плохую производительность при печати мостов, изменение блеска/глянца печати и снижение межслойного сцепления, которое может привести к трещинам или хрупким деталям.

Проблемы с точностью размеров возникают, когда превышена максимальная объемная скорость, хотэнд просто не может расплавить и подать материал с заданной скоростью. Слайсер по-прежнему указывает инструментальной головке двигаться так, как будто материал укладывается правильно, но машина отстает. Это несоответствие приводит к тому, что стенки и элементы становятся тоньше, чем предполагалось. Например, стенка толщиной 0.45 мм может получиться толщиной 0.35 мм или меньше, потому что не хватило расплавленного филамента, чтобы полностью заполнить путь. Мелкие отверстия могут закрыться, мосты могут провиснуть, а допуски для механических деталей могут быть полностью нарушены. Проблема в том, что недоэкструзия в этой форме является тонкой, в отличие от слабого сцепления, которое вы можете почувствовать, прикоснувшись к детали, или изменения блеска, которое видно при свете; неточности размеров могут быть не замечены до тех пор, пока вы не попытаетесь собрать отпечаток или измерить его штангенциркулем. Вот почему соблюдение пределов объемной скорости так важно для функциональных деталей, особенно тех, которые имеют сопрягаемые элементы, защелкивающиеся соединения или жесткие допуски. Недоэкструзия может возникнуть при превышении максимальной объемной скорости. В этой ситуации инструментальная головка движется быстрее, чем хотэнд может стабильно расплавлять и подавать филамент. В результате экструдируется меньше материала, чем требуется, оставляя небольшие зазоры в напечатанной модели. Подробнее о недоэкструзии см. здесь. filament-acc/filament/print-quality/under-extrusion Изменение блеска/глянца печати может произойти при резком изменении объемной скорости. В этих условиях филамент может быть не полностью расплавлен или экструдирован неравномерно, что изменяет способ отражения света от напечатанной поверхности. Это может привести к заметным различиям в блеске или небольшим сдвигам цвета по всей модели, даже при использовании одного и того же филамента. Подробнее об изменении блеска/глянца печати см. здесь. filament-acc/filament/print-quality/different-gloss Снижение межслойного сцепления может произойти при превышении максимальной объемной скорости. Если хотэнд не может полностью расплавить филамент при требуемой скорости потока, экструдированные линии могут быть недозаполнены и уложены при более низкой температуре, чем предполагалось. Это приводит к более слабому сцеплению между слоями, что может привести к трещинам или хрупким участкам в напечатанной детали, снижая ее общую прочность и долговечность.

Проблемы машины, возникшие из-за превышения максимальной объемной скорости Превышение максимальной объемной скорости может вызвать серьезные проблемы с экструзией. Когда филамент подается быстрее, чем хотэнд может его расплавить, давление в хотэнде резко возрастает. Это часто приводит к засорению сопла, поскольку частично расплавленный филамент затвердевает и блокирует поток. Высокое сопротивление также вызывает чрезмерный износ шестерен экструдера, которые могут врезаться в филамент. Со временем сами шестерни могут засориться пылью и стружкой от филамента, снижая их сцепление и делая экструзию еще менее надежной. В таких ситуациях важно определить причину проблемы и предпринять необходимые шаги для ее устранения. Дополнительную информацию можно найти здесь

a1-mini/troubleshooting/how-to-check-which-part-is-clogged.

Как режимы скорости влияют на объемную скорость? Объемная скорость и режимы скорости тесно связаны, поскольку оба определяют, сколько материала ваш принтер может экструдировать за определенное время. Объемная скорость устанавливает физический предел того, как быстро хотэнд может расплавлять и подавать филамент, в то время как режимы скорости в Bambu Studio определяют, насколько агрессивно принтер пытается приблизиться к этим пределам. Если вы выберете режим, который выводит принтер за пределы максимальной объемной скорости филамента, вы можете столкнуться с недоэкструзией, засорами или плохим качеством печати. Вот почему понимание объемной скорости необходимо перед настройкой режимов скорости. Как только вы узнаете экструзионную способность вашего филамента и хотэнда, вы сможете принять обоснованное решение о том, какой режим подходит для вашего проекта. Следующая справочная таблица предоставляет общие рекомендации, которые помогут вам решить, когда уместно переключать режимы.

Когда использовать режим Silent Режим Silent — правильный выбор, когда вам нужно, чтобы принтер работал как можно тише, например, при ночной печати или когда принтер расположен в офисе или жилом помещении. Этот режим замедляет движение инструментальной головки, что минимизирует шум, а также дает филаменту больше времени для плавления и сцепления. В результате режим Silent не только обеспечивает тихую работу машины, но и может обеспечить превосходное качество поверхности и прочное сцепление слоев.

Когда использовать режим Standard Режим Standard — это сбалансированный режим по умолчанию для большинства задач печати. Он предлагает хороший компромисс между скоростью, качеством и надежностью. Если шум не является проблемой, а деталь требует хорошей точности и прочности, режим Standard обычно является самым безопасным выбором. Этот режим поддерживает рекомендуемые настройки скорости, охлаждения и экструзии, которые были предварительно настроены в Bambu Studio для каждого материала, обеспечивая стабильное качество печати для широкого спектра моделей.

Когда использовать режим Sport Режим Sport предназначен для ситуаций, когда требуется более быстрое время печати, но качество и функциональность детали по-прежнему важны. Он особенно полезен для утилитарных деталей, прототипов или моделей, где качество поверхности не критично, но деталь должна оставаться механически прочной. Режим Sport увеличивает скорость печати, оставаясь в безопасных пределах для экструзии и охлаждения, что делает его хорошим вариантом, когда вы хотите сэкономить время, но при этом сохранить функциональную надежность.

Когда использовать режим Ludicrous Режим Ludicrous ставит скорость превыше всего. Он предназначен для очень простых моделей или прототипов, где основная цель — как можно быстрее получить деталь. В этом режиме машина работает на максимальной скорости, что может привести к дефектам поверхности, менее точным деталям или слабому сцеплению слоев. Из-за этого режим Ludicrous лучше всего использовать для деталей, где внешний вид и прочность не важны, например, для черновиков или быстрых тестовых деталей.

Адаптивная объемная скорость

Поддерживаемые материалы

TPU 85A; TPU 90A

Поддерживаемые модели

H2S По сравнению с моделью H2D, H2S оснащена улучшенной экструзионной структурой, которая более эффективно обрабатывает TPU 90A/85A и предотвращает проскальзывание, позволяя достигать более высоких скоростей печати. Его максимальная объемная скорость потока увеличивается с 2.8 мм³/с до 5.6 мм³/с. Однако в сценариях печати с низкой шириной линии и низкой высотой слоя (часто встречающихся в моделях обуви, особенно в зонах заполнения стелек) увеличенная скорость потока может привести к значительному увеличению линейной скорости — иногда превышающей 200 мм/с — что приводит к проблемам с недоэкструзией. 💡 Принцип оптимизации Для решения этой проблемы мы протестировали TPU-материалы при различных комбинациях ширины линии и высоты слоя, чтобы определить оптимальный диапазон объемного потока. Когда обнаруживаются условия низкой ширины линии и низкой высоты слоя, система будет автоматически соответствующим образом снижать объемную скорость потока, поддерживая линейную скорость TPU 90A около 70 мм/с. Кроме того, используется интерполяционная модель для адаптивной настройки параметров в зависимости от ширины линии и высоты слоя, обеспечивая более стабильную производительность экструзии и более высокое качество печати при печати моделей из TPU с мелкими деталями.

Как включить При использовании принтера

H2S с филаментом TPU 90A/85A, нажмите на круглый значок рядом с филаментом и выберите Редактировать. В списке Филамент, в разделе Ограничение объемной скорости, установите флажок Адаптивная объемная скорость.

Заключительные замечания