Как улучшить мосты в 3D-печати

Мост — это одно из самых впечатляющих достижений FDM-принтера: экструзия нити пластика через открытое воздушное пространство между двумя точками якоря, как натягивание крошечного пластикового каната. Когда это работает, нить натягивается прямо и создаёт плоскую поверхность без необходимости в поддержке. Когда это не работает, вы получаете свисающие струны, провисающие поверхности и беспорядок, требующий очистки или испорченный отпечаток.

Хорошее мостостроение — это главным образом вопрос охлаждения и скорости. Получите эти два фактора правильно, и ваш принтер может перекрывать зазоры в 50 мм и более с чистыми результатами. Это руководство описывает физику мостостроения и точные параметры для настройки каждого типа пластика.

Физика мостостроения

Когда сопло движется через зазор без твёрдого слоя снизу, экструдируемая нить подвешена в воздухе между последней точкой якоря и следующей. Три фактора определяют, провиснет ли она или останется натянутой:

1. Скорость охлаждения — чем быстрее затвердевает нить, тем меньше времени у неё на провисание под действием гравитации. Это причина, по которой скорость охлаждающего вентилятора — наиболее критичный параметр.

2. Скорость — более быстрое движение натягивает нить плотнее между точками якоря, как вытянутую струну. Более медленное движение откладывает больше материала на единицу длины, что больше провисает.

3. Расход — меньше материала означает более тонкий стержень, который охлаждается быстрее и весит меньше. Больше материала означает более тяжелый стержень, который больше провисает.

Параметр 1: Максимизируйте охлаждающий вентилятор

Охлаждение — единственный наиболее важный фактор для хорошего мостостроения. Вентилятор должен затвердевать экструдируемую нить как можно быстрее.

Рекомендуемые параметры:

Пластик	Скорость вент. для моста
PLA	100%
PETG	80-100% (можно на полную мощность на мостах, даже если стенки используют 50%)
ABS	40-60% (мосты — исключение из правила "без вентилятора" для ABS)
TPU	80-100%

Большинство слайсеров позволяют установить отдельную скорость вентилятора для мостов, которая переопределяет обычную скорость вентилятора. В OrcaSlicer и PrusaSlicer ищите Bridge Fan Speed в параметрах охлаждения.

Оборудование имеет значение: слабый стандартный охлаждающий вентилятор ограничивает то, что физически возможно. Если ваш принтер имеет плохое охлаждение, обновление вентилятора и направляющей делает огромную разницу. WINSINN 4020 Blower Fan — популярное обновление, а поиск в 3DSearch duct designs для вашего конкретного принтера.

По данным тестов мостостроения CNC Kitchen, скорость вентилятора коррелирует сильнее с качеством моста, чем любой другой отдельный параметр.

Параметр 2: Скорость моста

Более быстрая скорость моста натягивает нить плотнее и даёт ей меньше времени на провисание.

Рекомендуемые скорости мостов:

• PLA: 25-40 мм/с (некоторые принтеры справляются с 50 мм/с)
• PETG: 20-30 мм/с
• ABS: 20-30 мм/с
• TPU: 15-25 мм/с

Обычно это медленнее, чем обычная скорость печати, но ключ в том, что нить натягивается, а не откладывается. Некоторые люди находят успех с ещё более высокими скоростями (60+ мм/с) на хорошо охлаждаемых принтерах.

В слайсере:

• OrcaSlicer / PrusaSlicer: Bridge Speed в параметрах скорости
• Cura: Bridge Wall Speed и Bridge Skin Speed

Параметр 3: Снизьте расход при мостостроении

Уменьшение количества выдавливаемого пластика при мостостроении создаёт более тонкий стержень, который охлаждается быстрее и весит меньше.

Рекомендуемый расход моста:

• Начните с 85-90% и протестируйте
• Некоторые энтузиасты достигают хороших результатов на уровне 60%
• Слишком низко — мост будет иметь промежутки — найдите минимум, сохраняющий непрерывный стержень

В слайсере:

• OrcaSlicer / PrusaSlicer: Bridge Flow Ratio (1.0 = 100%, установите 0.85 для 85%)
• Cura: Bridge Skin Flow и Bridge Wall Flow

Параметр 4: Снизьте температуру сопла для моста

Более низкая температура сопла при мостостроении делает нить затвёрдевающей быстрее.

PrusaSlicer и OrcaSlicer по умолчанию не имеют отдельного параметра температуры моста, но вы можете добиться похожего эффекта:

• Снизив общую температуру сопла на 5-10°C, если мосты — приоритет
• Используя переопределение пластика для моделей с большим количеством мостов

Cura также не имеет встроенного управления температурой моста, но плагины сообщества могут добавить эту функцию.

По данным руководства Simplify3D, печать мостов на 5-10°C холоднее обычного значительно улучшает производительность без влияния на остальную печать.

Параметр 5: Направление и путь моста

Слайсер определяет направление укладки линий моста. По умолчанию большинство слайсеров выравнивают мосты перпендикулярно самой длинной оси области моста для кратчайшего неподдерживаемого расстояния.

Советы:

• Поворот модели на платформе может изменить направление и длину моста. Поворот на 45 градусов может превратить мост в 50 мм в два моста по 25 мм.
• Мосты лучше всего работают на более коротких расстояниях. Если ваш мост превышает 30-40 мм, рассмотрите добавление поддержки или переработку с промежуточными опорами.
• В PrusaSlicer / OrcaSlicer вы можете вручную установить направление заполнения для влияния на путь моста.

Тест калибровки моста

Лучший способ настроить параметры мостостроения — напечатать специальную тестовую модель.

1. Поиск в 3DSearch по "bridge test" или "bridging calibration" для поиска моделей с мостами возрастающей длины.
2. Напечатайте с текущими параметрами, чтобы установить базовый уровень.
3. Регулируйте по одному параметру за раз: сначала скорость вентилятора, затем скорость моста, затем расход.
4. Сравните результаты.

Типичный тестовый мост имеет отверстия в 10 мм, 20 мм, 30 мм, 40 мм и 50 мм, позволяя вам точно видеть, где ваши параметры начинают отказывать.

Советы по мостостроению для разных материалов

PLA

PLA — лучший материал для мостостроения благодаря быстрому затвердеванию и допуску к агрессивному охлаждению. При 100% вентилятора, скорости моста 30 мм/с и расходе 85%, большинство принтеров могут чистить мосты 40-50 мм с PLA.

PETG

PETG мостит хуже, чем PLA, потому что остаётся жидким дольше и больше тянется. Держите скорость моста на 20-25 мм/с, вентилятор на 80-100% (только мосты) и расход 80-90%. Мосты PETG, как правило, имеют слегка шероховатую поверхность — это нормально и неизбежно.

ABS

ABS наиболее сложен для мостостроения, потому что охлаждение деформирует материал. Используйте умеренный вентилятор (40-60%) только на мостах, с низкой скоростью (20 мм/с) и сниженным расходом (80%). Ожидайте более плохие мосты, чем PLA или PETG. Для критичных деталей ABS с большими мостами используйте поддержку вместо этого.

TPU

TPU удивительно хорошо мостит, потому что его гибкость удерживает стержень в целости, даже если он немного провисает. Используйте 100% вентилятор, 20 мм/с скорость и 90% расход.

Когда использовать поддержку вместо мостов

Мосты имеют пределы. Рассмотрите поддержку, когда:

• Расстояние моста превышает 40-50 мм (зависит от материала)
• Качество поверхности под мостом должно быть идеальным
• Мост не между двумя чётко определёнными точками якоря (например, плоский потолок над большой полостью)
• Вы печатаете в ABS или другом материале с плохим мостостроением

Tree supports от OrcaSlicer или PrusaSlicer отлично подходят для обеспечения целевой поддержки под мостами без влияния на остальную печать. Подробнее см. в нашем руководстве по tree supports.

Обновления оборудования для лучшего мостостроения

Если вы настроили все параметры программного обеспечения и всё ещё получаете плохие мосты, ограничение, вероятно, в вашем оборудовании охлаждения.

• Обновите охлаждающий вентилятор на более мощный нагнетатель. Стандартные вентиляторы на бюджетных принтерах, таких как Creality Ender 3, печально известны своей слабостью.
• Напечатайте лучший направитель вентилятора, который направляет воздух с нескольких сторон. Направитель с двумя сторонами охлаждает мосты равномерно, предотвращая более быстрое охлаждение стороны, ближайшей к вентилятору. Поиск в 3DSearch для конструкций направителей для вашего принтера.
• Рассмотрите двойную конфигурацию вентилятора, где обе стороны сопла получают охлаждение.

Как объясняет руководство по охлаждению E3D, эффективное охлаждение — это не только скорость вентилятора, но и направление достаточного потока воздуха именно туда, где это необходимо.

Краткий справочник параметров мостостроения

Параметр	PLA	PETG	ABS	TPU
Скорость вент. моста	100%	80-100%	40-60%	100%
Скорость моста	25-40 мм/с	20-30 мм/с	20 мм/с	20 мм/с
Расход моста	85%	80-90%	80%	90%
Макс чистый мост	~50 мм	~35 мм	~25 мм	~40 мм

Финальные мысли

Мостостроение — одна из тех областей, где пять минут настройки слайсера делают огромную разницу. Параметры по умолчанию в большинстве слайсеров консервативны и не оптимизированы для мостостроения. Увеличьте скорость вентилятора, используйте умеренную скорость моста, слегка снизьте расход, и вы будете удивлены, насколько далеко может мостить ваш принтер. Для мостов, выходящих за возможности вашего принтера, tree supports предоставляют чистый резервный вариант. Протестируйте с тестовой моделью моста, настройте ваши параметры один раз для каждого типа пластика и сохраните их как профиль.