Wissenswertes - Der Erste Layer - Abstand Düse/Bett
Verfasst: Mi 27. Apr 2016, 21:29
Diese Abhandlung soll ein häufiger Trugschluss beseitigen, welcher das erste Layer betrifft. Anleitung ist es eigentlich keines - es wird kein schrittweiser Lösungsansatz geboten. Trotzdem hoffe ich, einigen die Augen geöffnet zu haben.
Gelesen werden sollte es vom Anfänger bis hin zum Profi.
Zuerst eine doofe Einleitung, ein 'Aufhänger'.
Der erste Layer ist das Fundament des Druckobjekts. Ist das Fundament fehlerhaft, steht das Haus schief oder fällt zusammen. Beim 3D Druck, mit einem schlechten Fundament, kommt meist das letztere vor - der Druck ist Schrott.
Das erste Layer hat die Aufgabe, das Druckobjekt sicher auf dem Bett zu verankern. Das ist notwendig, da das Objekt rasch hin und her bewegt wird, und immer wieder von der Düse berührt wird. Ist die Verankerung mangelhaft, löst sich das Druckobjekt, womit die exakte Positionierung nicht mehr gegeben ist und der Druck nicht mehr fortgesetzt werden kann. Das Druckobjekt ist dann üblicherweise nur mehr für die Recyclingtonne zu gebrauchen.
Im Forum wird mehrfach auf die Wichtigkeit des ersten Layers hingewiesen - zu Recht - siehe dazu die obige Aussage bezüglich 'Fundament'.
Schlecht haftende Materialien hängen sogar in einem weitaus stärkeren Maß vom ersten Layer ab, als zum Beispiel PLA.
Folglich kommt im Forum oft der Rat, das erste Layer dünner zu machen, 'damit die Raupe ordentlich auf das Bett gedrückt wird'.
Hier liegt vermutlich ein (halber) Trugschluss. Ich kenne nicht alle Slicer, daher garantiere ich nicht, dass es 100%ig ein Trugschluss ist.
Weitaus wichtiger als die Höhe des ersten Layers, wie er im Slicer vorgegeben wird, ist die tatsächliche Höhe. Um zu verdeutlichen, worauf es ankommt, habe ich einige Bilder und Zahlen parat. Es geht um eine hypothetische Situation: Gegeben sei eine Düse mit 0.5mm. Die Layerhöhe ist mit 0.25mm, die Raupenbreite mit 0.6mm vorgegeben. Und leider sei der Z-Endanschlag so eingestellt, dass sich für das erste Layer eine Ist-Höhe von 0.35mm ergibt (=140% der vorgegebenen Höhe). Das erste Bild zeigt die Anfangssituation: Der Slicer errechnet einen Raupenquerschnitt basierend auf die Vorgaben (0.6 X 0.25). Damit lässt sich das Fördervolumen errechnen. Im Bild ist die orange Raupe dort gezeichnet, wo es laut dem Slicer sein soll - auch der Querschnitt ist entsprechend der Berechnungen des Slicers.
Wie man sieht, ist die Düse eine Spur zu hoch (um 40%).
Weil die Düse zu hoch ist, müsste eigentlich mehr Material gefördert werden un den größeren Spalt zu füllen - und zwar um ca. 40% mehr. Meine CAD-Zeichnung spuckt eine Spur weniger aus, 35.94%. Die Diskrepanz kommt vom Aussehen der Raupe - Radien an den Ecken, ausgebeulte Seiten - und so weiter. keiner kann genau sagen wie der Raupenquerschnitt wirklich aussieht. Auch meine Zeichnung ist nur eine Annäherung. Dumm ist nur, der Slicer weiß nicht, dass die Düse zu hoch ist, und liefert nicht mehr Material als berechnet. Damit könnte die Raupe ungefähr so aussehen, wie im folgenden Bild: Hier sieht man wie es am Fundament mangeln könnte - die Kontaktfläche zum Bett ist deutlich reduziert. Dass hier Haftungsprobleme aufkommen können, ist klar.
Damit komme ich wieder zum Trugschluss: Wenn man im Slicer (zumindest in Slic3r) eine geringere Höhe für das erste Layer angibt (entweder in mm oder als Prozentsatz ausgedrückt), ändert sich an der obigen Situation praktisch nichts! Denn der Slicer (Slic3r) reduziert auch die zu fördernde Menge beinahe im gleichen Maß.
Probeweise habe ich in Slic3r einen einfachen Quader, 20x20x3, geladen und zwei mal gesliced. Es gab nur eine einzige Änderung: einmal wurde mit 'erste Layerhöhe = 100%' und einmal mit 'erste Layerhöhe = 50%' gesliced. Dann habe ich jeweils die E-Werte für dieselbe Perimeterraupe errechnet.
Wie erwartet war der Unterschied fast 50% - exakt 55.12%. Auch hier könnte der geringe Unterschied an der angenommenen Form des Raupenquerschnitts liegen. Daher wage ich die Aussage:
Das Einstellen einer geringeren Layerhöhe für das erste Layer, im Slicer, nützt nichts.
Viel wichtiger ist, dass der angenommene Abstand Düse-zu-Bett stimmt.
Eine weitere Möglichkeit wäre, falls es der Slicer unterstützt, den Extrusion Multiplier, nur für das erste Layer, auf 135-140% hochzuschrauben und anschließend wieder auf den Normalwert zu reduzieren. Slic3r kann das nicht, Simplify3D vielleicht, Cura, Kissslicer, usw.: keine Ahnung. Damit würde genügend Material für die größere Layerhöhe gefördert werden. Der einziger Nachteil dabei: das Druckobjekt ist um Bruchteile eines Millimeters höher als geplant. Im obigen Beispiel wäre das Objekt um 0.10mm höher (0.35-0.25), also um den Betrag, um den die Düse höher ist als sich der Slicer 'denkt'. (Der Betrag von 135-140% wäre der notwendige Wert für das obige Beispiel, natürlich würden andere Abstände andere Werte verlangen).
Leute: wenn ihr Haftungsprobleme habt, seht euch AUCH die Einstellung des Z-Endschalters an.
mjh11
Gelesen werden sollte es vom Anfänger bis hin zum Profi.
Zuerst eine doofe Einleitung, ein 'Aufhänger'.
Der erste Layer ist das Fundament des Druckobjekts. Ist das Fundament fehlerhaft, steht das Haus schief oder fällt zusammen. Beim 3D Druck, mit einem schlechten Fundament, kommt meist das letztere vor - der Druck ist Schrott.
Das erste Layer hat die Aufgabe, das Druckobjekt sicher auf dem Bett zu verankern. Das ist notwendig, da das Objekt rasch hin und her bewegt wird, und immer wieder von der Düse berührt wird. Ist die Verankerung mangelhaft, löst sich das Druckobjekt, womit die exakte Positionierung nicht mehr gegeben ist und der Druck nicht mehr fortgesetzt werden kann. Das Druckobjekt ist dann üblicherweise nur mehr für die Recyclingtonne zu gebrauchen.
Im Forum wird mehrfach auf die Wichtigkeit des ersten Layers hingewiesen - zu Recht - siehe dazu die obige Aussage bezüglich 'Fundament'.
Schlecht haftende Materialien hängen sogar in einem weitaus stärkeren Maß vom ersten Layer ab, als zum Beispiel PLA.
Folglich kommt im Forum oft der Rat, das erste Layer dünner zu machen, 'damit die Raupe ordentlich auf das Bett gedrückt wird'.
Hier liegt vermutlich ein (halber) Trugschluss. Ich kenne nicht alle Slicer, daher garantiere ich nicht, dass es 100%ig ein Trugschluss ist.
Weitaus wichtiger als die Höhe des ersten Layers, wie er im Slicer vorgegeben wird, ist die tatsächliche Höhe. Um zu verdeutlichen, worauf es ankommt, habe ich einige Bilder und Zahlen parat. Es geht um eine hypothetische Situation: Gegeben sei eine Düse mit 0.5mm. Die Layerhöhe ist mit 0.25mm, die Raupenbreite mit 0.6mm vorgegeben. Und leider sei der Z-Endanschlag so eingestellt, dass sich für das erste Layer eine Ist-Höhe von 0.35mm ergibt (=140% der vorgegebenen Höhe). Das erste Bild zeigt die Anfangssituation: Der Slicer errechnet einen Raupenquerschnitt basierend auf die Vorgaben (0.6 X 0.25). Damit lässt sich das Fördervolumen errechnen. Im Bild ist die orange Raupe dort gezeichnet, wo es laut dem Slicer sein soll - auch der Querschnitt ist entsprechend der Berechnungen des Slicers.
Wie man sieht, ist die Düse eine Spur zu hoch (um 40%).
Weil die Düse zu hoch ist, müsste eigentlich mehr Material gefördert werden un den größeren Spalt zu füllen - und zwar um ca. 40% mehr. Meine CAD-Zeichnung spuckt eine Spur weniger aus, 35.94%. Die Diskrepanz kommt vom Aussehen der Raupe - Radien an den Ecken, ausgebeulte Seiten - und so weiter. keiner kann genau sagen wie der Raupenquerschnitt wirklich aussieht. Auch meine Zeichnung ist nur eine Annäherung. Dumm ist nur, der Slicer weiß nicht, dass die Düse zu hoch ist, und liefert nicht mehr Material als berechnet. Damit könnte die Raupe ungefähr so aussehen, wie im folgenden Bild: Hier sieht man wie es am Fundament mangeln könnte - die Kontaktfläche zum Bett ist deutlich reduziert. Dass hier Haftungsprobleme aufkommen können, ist klar.
Damit komme ich wieder zum Trugschluss: Wenn man im Slicer (zumindest in Slic3r) eine geringere Höhe für das erste Layer angibt (entweder in mm oder als Prozentsatz ausgedrückt), ändert sich an der obigen Situation praktisch nichts! Denn der Slicer (Slic3r) reduziert auch die zu fördernde Menge beinahe im gleichen Maß.
Probeweise habe ich in Slic3r einen einfachen Quader, 20x20x3, geladen und zwei mal gesliced. Es gab nur eine einzige Änderung: einmal wurde mit 'erste Layerhöhe = 100%' und einmal mit 'erste Layerhöhe = 50%' gesliced. Dann habe ich jeweils die E-Werte für dieselbe Perimeterraupe errechnet.
Wie erwartet war der Unterschied fast 50% - exakt 55.12%. Auch hier könnte der geringe Unterschied an der angenommenen Form des Raupenquerschnitts liegen. Daher wage ich die Aussage:
Das Einstellen einer geringeren Layerhöhe für das erste Layer, im Slicer, nützt nichts.
Viel wichtiger ist, dass der angenommene Abstand Düse-zu-Bett stimmt.
Raupenbreite im ersten Layer
Schafft man es nicht, den Endschalter so einzustellen, dass ein vernünftiger Abstand gegeben ist (0.15-0.3mm), kann man sich mit dem statischen Z-Offset mittels M3006 Befehl helfen (ältere FW verwendet M3004), wobei dieser Behelf nicht alle Probleme beseitigen kann, vor Allem wenn es einen übermäßigen Abstand gibt. Ebenso bieten viele Slicer einen statischen Z-Offset an. Bei Slic3r ist dieser unter Printer Settings und dann General zu finden. Dieselben Einschränkungen wie mit dem M3006 Befehl treffen hier zu. (Für diejenigen, denen es interessiert, hier einige Threads die das Problem anschneiden: 1, 2, 3, und 4, um nur einige anzuführen).Eine weitere Möglichkeit wäre, falls es der Slicer unterstützt, den Extrusion Multiplier, nur für das erste Layer, auf 135-140% hochzuschrauben und anschließend wieder auf den Normalwert zu reduzieren. Slic3r kann das nicht, Simplify3D vielleicht, Cura, Kissslicer, usw.: keine Ahnung. Damit würde genügend Material für die größere Layerhöhe gefördert werden. Der einziger Nachteil dabei: das Druckobjekt ist um Bruchteile eines Millimeters höher als geplant. Im obigen Beispiel wäre das Objekt um 0.10mm höher (0.35-0.25), also um den Betrag, um den die Düse höher ist als sich der Slicer 'denkt'. (Der Betrag von 135-140% wäre der notwendige Wert für das obige Beispiel, natürlich würden andere Abstände andere Werte verlangen).
Leute: wenn ihr Haftungsprobleme habt, seht euch AUCH die Einstellung des Z-Endschalters an.
mjh11