اگر فکر میکنید که افزایش infill تنها راه برای بهبود استحکام قطعه در چاپ‌های FDM است، پس حتما از این متعجب خواهید شد که چندین راه حل دیگر نیز وجود دارد. 

اینها شامل هندسه هوشمندانه مانند دیوارهای آجدار، روش های پس از پردازش مانند صاف کردن بخار یا همانطور که در آشپزخانه CNC نشان داده شده است، بازپخت نمک، یا صرفاً افزایش تعداد محیط ها (که به طور متناوب به دیوارها یا پوسته ها گفته می شود) موجود در مدل است.

در این مطلب، ما به شما توضیح خواهیم داد که چگونه افزایش محیبر چاپ شما تاثیر می‌گذارد. به یاد داشته باشید، هر تصمیمی در مهندسی یا تولید نوعی معامله است و دیوارهای ضخیم تر از این قائله مستثنا نیستند.

پوسته چیست؟

برای صرفه جویی در زمان، مواد و وزن قطعات، اغلب مدل‌ها به صورت توخالی چاپ می شوند یا تا حدی با یک infill جزئی پر می شوند.

احتمالاً قبلاً متوجه این موضوع شده اید و حتی با تنظیمات مختلف infill سر و کار داشته اید. چیزی که ممکن است ندانید این است که پوسته، بیشتر از چیزی که فکر می‌کنید بر استحکام قطعه تاثیر دارد. درست است که infill نقش مهمی در استحکام قطعه بازی می‌کند، که آن هم به جهت و الگوی آن نیز بستگی دارد و ممکن است در برخی موارد هم چندان مثمر ثمر واقع نشود. بنابراین، اگر به دنبال چاپ محکم‌تری هستید، اگر به تنظیمات دیگر دقت نکنید، و صرفا infill را تا 100% بالا ببرید، ممکن است باعث اتلاف فیلامنت شود.

چاپ سه بعدی نه تنها در لایه های محور Z، بلکه در هر سه محور ساخته می شود. پوسته از خطوط فیلامنتی ساخته شده است که معمولاً از خطوط داخلی به بیرونی کشیده می شوند. بیرونی ترین آن ها، خطوطی است که می بینید (یا صاف می کنید). پوسته‌های پشتی که به پوسته‌های داخلی معروف هستند، حکم پشتیبان دارند و ساختار قوی‌تری به بیرونی‌ترین پوسته می‌دهند.

با این حال، این فقط در مورد پوسته به عنوان یک جنبه مستقل از چاپ نیست. برای اینکه ساختار بهتری به چاپ داده شود، infill باید به شدت به پوسته ها متصل شود. این پیوند با بیرون زدگی اندک خطوط infill و ورود به پوسته‌های داخلی ایجاد می شود. این یکی از دلایلی است که گاهی اوقات می توانید الگوی infill را در قسمت بیرونی چاپ ببینید، به خصوص اگر تعداد پوسته های کمی وجود داشته باشد یا اگر از یک فیلامنت شفاف استفاده می کنید.

پوسته چگونه بر چاپ تاثیر می‌گذارد.

قطعاتی که از چاپگر سه بعدی FDM شما جدا می شوند anisotropic هستند، به این معنی که در همه جهات قدرت یکسانی ندارند (در غیر این صورت، isotropic بودند). همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم، این به موارد مختلفی بستگی دارد. در حال حاضر، ما فقط بر پوسته‌ها یا محیط‌ها و چگونگی تأثیر آنها بر چاپ تمرکز می‌کنیم. به طور خلاصه، تعداد پوسته‌های بیشتر به قوی‌تر، سنگین‌تر و مستحکم‌تر شدن قطعه کمک می‌کند و چاپ آن نیز زمان بیشتری می‌گیرید. با این حال، چند مورد دیگر نیز وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند.

به عنوان مثال، اگر می خواهید یک مدل بزرگ و مسطح با دیوارهای مسطح (به خصوص در محور Z) چاپ کنید، به احتمال زیاد به چندین پوسته احتیاج پیدا خواهید کرد. با سرد شدن قطعه، پلاستیک کمی منقبض می شود که می تواند باعث تاب برداشتن دیوارها شود. گاهی اوقات infill می تواند این را جبران کند، اما به طور کلی، حداقل دو یا سه خط کمک بیشتری خواهد کرد. 

همانطور که گفته شد، اگر یک شیء بزرگ با دیوارهای زیاد چاپ کنید، نه تنها چاپ شما زمان زیادی می برد، بلکه ممکن است با مشکلات چسبندگی بستر نیز مواجه شوید. به طور خلاصه، دیوارهای ضخیم تر هنگام خنک شدن، نیروی بیشتری تولید می کنند که می تواند باعث بلند شدن انتهای دیوار شود. خوشبختانه راه های مختلفی برای جلوگیری از این مشکل وجود دارد.

همانطور که اشاره کردیم، پوسته‌های بیشتر از مواد بیشتری استفاده می‌کنند و باعث سنگین تر شدن قطعه می‌شوند، و همچنین چاپ آنها زمان بیشتری طول می‌کشد، که احتمال بروز مشکل در حین چاپ را افزایش می‌دهد.

این انتخاب، یک معامله بین سهولت چاپ، وزن قطعه و استحکام است. کاربرد قطعه نیز باید در نظر گرفته شود، اما طبق یک قانون کلی، دو تا چهار دیواره با نازل 0.4 میلی متری یا یک یا دو دیواره با نازل 0.6 یا 0.8 میلی متری معمولا بهترین نتیجه را به همراه دارد. به خاطر داشته باشید که دو دیوار در 0.6 میلی متر معادل سه دیوار در 0.4 میلی متر است. ممکن است مجبور شوید دوباره چاپ را انجام دهید تا استحکام قطعه را تغییر دهید. فقط مطمئن شوید که چاپ های ناموفق خود را به درستی بازیافت کنید.

تنظیمات پوسته

خوب، پس تفاوت بین پوسته، محیط، دیوارها و لایه های بالا و پایین چیست؟ این اصطلاحات اغلب در نرم افزار برش مورد استفاده ما متفاوت هستند. Cura، PrusaSlicer و SuperSlicer همگی روش‌های متفاوتی برای دسترسی به تنظیمات مشابه دارند، و نرم‌افزارهای اختصاصی مانند FlashPrint یا IdeaMaker و همچنین اسلایسر پولی مانند Simplify3D نیز با تنظیمات متفاوتی وجود دارند. اگر می‌خواهید نتایج خوبی بگیدید، حتماً برای یادگیری ابزارهای مورد استفاده‌تان وقت بگذارید.

به طور خلاصه، "پوسته" به معنای هر چیزی است که infill نباشد. محیط، به طور دقیق، تعداد خطوطی است که در چاپ هر دیوار استفاده می شود. ضخامت دیوار، تعداد محیط ها ضرب در عرض خط است.

همچنین باید به این نکته اشاره کرد که لایه های بالا و پایین بخشی از پوسته کلی را تشکیل می دهند. با این حال، آنها اغلب به طور جداگانه مورد اشاره و کنترل قرار می گیرند.

برای مثال، در Cura، آنها را می‌توان در «بالا/پایین > ضخامت بالا > لایه‌های بالا» و «بالا/پایین > ضخامت پایین > لایه‌های پایین» یافت. این تعداد لایه‌هایی است که سطوح بالایی شما را تشکیل می‌دهند و همچنین تعداد لایه‌هایی که مستقیماً روی صفحه ساخت قرار دارند. کاهش لایه های زیرین، گاهی اوقات می تواند چسبندگی بستر را با کاهش فشار انقباض در قسمت پایین چاپ بهبود بخشد. این مورد کمی بگیر یا نگیر دارد و استحکام قطعه را نیز کاهش می دهد، بنابراین توصیه می کنیم به جای آن از بی نقص بودن لایه اول خود اطمینان حاصل کنید.

Arachne

ممکن است توصیه هایی مبنی بر تنظیم ضخامت دیوار با مضربط از عرض خطوط شنیده باشید، و این تا قبل از معرفی موتور Arachne در جدیدترین نسخه های Cura، PrusaSlicer و SuperSlicer صادق بود. سایر اسلایسرهای جدیدتر عملکردهای مشابهی دارند، اما اگر از اسلایسری با قابلیت Arachne استفاده نمی کنید، تنظیم ضخامت دیوار بر روی مضربی از عرض خط همچنان راه حل مناسبی است. این به این دلیل است که اگر از این مضرب در اسلایسرهای قدیمی استفاده نکنید، شکاف کوچکی در داخل دیوارها وجود خواهد داشت که چاپگر قادر به پر کردن آن نخواهد بود. این باعث می شود دیوار شما ضعیف تر شود و در عین حال از مواد بیشتری استفاده کنید و زمان بیشتری را صرف کنید. با اسلایسرهای دارای Arachne، نرم‌افزار به سادگی عرض خط را تنظیم می‌کند تا شکاف‌ها را حذف کند.

نکات نهایی

در حالی که ممکن است اعدادی برای راهنمایی شما وجود داشته باشد، پیدا کردن تنظیمات درست مربوط به پوسته هنوز هم می تواند کمی طاقت فرسا باشد. در آخر ذکر چند نکته لازم است:

  • نمی‌توانید تعداد پوسته‌ها را در حالت گلدانی (یا «Spiralize Outer Contour») افزایش دهید. این حالتی است که در آن دیوارها به‌صورت یک خط منفرد چاپ می‌شوند که از پایین به بالای چاپ بالا می‌رود. به این معنی که حالت گلدان همیشه فقط یک محیط دارد.
  • اگر مدل شما دارای یک حفره در وسط یا یک دیوار نازک است، تنظیم محیط‌ها، پوسته‌ها یا ضخامت دیواره بیشتر این مورد را پر نمی‌کند.  اسلایسر صرفا تعداد دیوارهایی را که در ضخامت مدل جا می‌گیرند ترسیم می‌کند. 
  • فیلامنت‌های متفاوت دارای خواص متفاوتی نیز هستند، اما معمولاً بسیار قوی هستند. شاید تعجب کنید که یک دیوار چه میزان نیرو را تحمل می کند. چند آزمایش با دستگاه‌تان انجام دهید تا در آینده فیلامنت کمتری مصرف کنید‌.
  • اگر می خواهید قطعه را سنباده بزنید، توصیه می کنیم حداقل از دو - ترجیحاً چهار دیوار - استفاده کنید. در حالی که باید کمتر از یک لایه حذف کنید، هندسه پیچیده اکثر چاپ ها اغلب این کار را مشکل می کند.

منبع: all3dp