3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

17 января 2024
0 комментариев

3DBenchy — пожалуй, самая известная модель в истории 3D-печати, и настала пора поговорить о ней поподробнее. Рассказываем о маленьком буксире, сумевшим стать наиболее популярным калибровочным инструментом для FDM 3D-принтеров.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Этот кораблик приплыл (извините, пришел) к нам из Швеции. Удивительно, но многие среди начинающих пользователей 3D-принтеров до сих пор считают 3DBenchy какой-то игрушкой. Немногие — даже плавсредством, хотя это требует совсем запредельного энтузиазма.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

На самом же деле 3DBenchy — калибровочная модель, и именно по этой причине маленький, симпатичный катер зачастую становится первой моделью начинающих печатников, а заодно и самым массовым пароходом в истории, хоть и не настоящим — как никак, более двух миллионов скачиваний, и это только с площадки Thingiverse.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

3DBenchy создавался по двум заранее продуманным условиям. Во-первых, 3D-печать должна занимать не более часа, но это, конечно, в исходном масштабе и на стандартных настройках. Выглядят они следующим образом:

  • Толщина слоя: 0,2 мм
  • Диаметр сопла: 0,4 мм
  • Плотность заполнения: 10%
  • Скорость укладки: до 50 мм/c
  • Скорость холостого позиционирования: до 150 мм/c

В итоге должна получиться модель длиной шестьдесят миллиметров.

Во-вторых, необходимо максимальное разнообразие геометрических элементов. В этом вся суть: сложная геометрия позволяет оценивать способность 3D-принтера справляться с разными задачами — плоскими и округлыми участками, горизонтальными мостиками и навесные структурами под разными углами. Сразу отметим, что никакие вспомогательные структуры не предусмотрены: модель обычно печатается без рафтов или бримов, а также всегда без поддержек.

Давайте посмотрим, что именно можно выяснить по результатам 3D-печати.

Общее качество

Само собой, катер должен выглядеть как катер, иначе что-то пошло не так. С другой стороны, ожидать идеального качества не стоит, по-крайне мере не всегда. Помните, что главная задача — выяснить пределы возможностей 3D-принтера и используемого расходного материала, а заодно диагностировать возможные проблемы с оборудованием. В этом плане брак тоже может быть полезен.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Провисания. Обратите внимание на надстройку, особенно проемы: это упражнение в построении «мостиков», то есть горизонтальных структур без каких-либо опор в середине. Да, такие структуры могут провисать, причем по ряду причин — это может быть и слишком большая длина мостика, и слишком малая толщина нитей, и недостаточно быстрое охлаждение материала. Даже если результаты неидеальны, они дают необходимую информацию для тонкой настройки скорости укладки и обдува.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Паутина. Такие тонкие волоски наиболее часто встречаются при работе с ПЭТГ и другими материалами высокой вязкости. Как правило, появление паутины говорит о недостаточном ретракте, а возможно и о слишком высокой температуре экструзии.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Смещение слоев. Смещение слоев обычно именуется «вобблингом» и говорит о проблемах с механикой 3D-принтера: возможно, ремни натянуты недостаточно туго или наоборот перетянуты, а возможно следует проверить валы на кривизну.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Наплывы. Как правило, наплывы на поверхностях говорят о переэкструзии, поэтому первым делом следует проверить установленное значение потока. Отдельная история — утолщения по углам и на швах — в тех местах, где головка делает резкие повороты, а также начинается и заканчивается укладка слоя. Здесь наплывы в целом ожидаемы, хотя современные прошивки и слайсеры поддерживают функцию динамической регулировки подачи расплава (Linear Advance в прошивке Marlin и Pressure Advance в Klipper), устраняющей такие дефекты.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Пропуски в слоях. Как предыдущий пункт, только ровно наоборот, то есть недоэкструзия. Пропуски вызываются неравномерной подачей расплава. Возможных причин немало: это может быть проскальзывание шестеренок в механизме подачи филамента из-за недостаточного прогрева хотэнда, слишком слабого прижима шестерней или слишком высокой скорости подачи материала. Как вариант, виновником может быть слишком сильно изогнутая тефлоновая трубка, особенно в 3D-принтерах с боуденовской подачей филамента (когда подающий механизм устанавливается не на головку, а на корпус 3D-принтера, соединяясь с головкой той самой длинной трубкой Боудена). Еще один вариант — загрязненное сопло.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Ныряем под ватерлинию

Осмотр нижней части дает хорошее представление о качестве укладки первого слоя. Если вы используете оригинальную 3D-модель, на дне должна быть отчетлива видна надпись CT3D.xyz (здесь зашифровано название разработчика — компании Creative Tools), а поверхность должна быть гладкой, либо четко повторять фактуру столика.

Зазоры между линиями. В идеале никаких зазоров быть не должно: уложенные нити должны плотно прилегать друг к другу, формируя цельный слой. Если зазоры видны, первым делом следует проверить калибровку 3D-принтера — юстировку платформы (особенно если зазоры присутствуют только с одной стороны) и ноль по оси Z (Z offset). Если начальная дистанция между соплом и поверхностью столика слишком велика, могут образовываться как раз такие зазоры, а в худших случаях может произойти отрыв модели от столика из-за недостаточной адгезии. Если слой плотный, а надпись неразборчива, это может говорить об обратной проблеме — слишком низкой стартовой высоте сопла.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Если с калибровкой все в порядке, проверьте и при необходимости увеличьте температуру экструзии, не забывая, что у каждого полимера свои рекомендуемые настройки.

Слоновья нога. Этим термин используется, когда первые слои выступают за контуры модели, как бы расплываясь на поверхности столика. Чаще всего это говорит о слишком высокой температуре столика, хотя может вызываться и перегревом расплава в хотэнде, если укладка первого слоя идет на пониженной скорости. Если «слоновья нога» проявляется только с одной стороны модели, это опять-таки может говорить о необходимости юстировки платформы.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Забираемся на рубку

Надстройка полна мелких деталей, каждая из которых нужна и полезна.

Нависающие элементы. К примеру, возьмите переднее окно рубки и дверные проемы. Обратите внимание, что окно имеет прямоугольную форму, а проемы закруглены сверху. С одной стороны, это позволяет проверять построение «мостиков» (протягивание длинных горизонтальных линий без опор), а с другой — построение арок. Носовая часть кораблика, кстати, играет ту же роль: углы наклона скругленного форштевня и скул меняются с высотой, а значит можно проверить, будут ли слои просаживаться при сильном наклоне. Если да, стоит понизить скорость укладки, либо понизить температуру экструзии, либо повысить обороты вентилятора обдува, либо все сразу.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Утолщения. Помните, чуть выше мы говорили про утолщения по углам? Так вот, на угловатой надстройке они будут особенно хорошо видны. Самое надежное и эффективное решение проблемы — использование функций Linear Advance или Pressure Advance. Настроить можно прямо через слайсер. Например, если вы используете слайсер Cura, можно скачать специальный плагин. Только убедитесь, что эти функции поддерживаются прошивкой.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Симметричность. Рассмотрите дымоход, и если он овальной или более экзотичной формы, то дело — труба, причем не в хорошем смысле. Дымовая труба должна быть идеально круглого сечения, в противном случае очевидны проблемы с размерной точностью из-за термоусадки или из-за проблем с системой позиционирования, например пропусков шагов двигателей или кривизны направляющих 3D-принтера.

3DBenchy: самый массовый пароход в истории и лучший друг 3D-печатника

Быстрая укладка. Труба — элемент довольно малого сечения, поэтому укладка отдельных слоев происходит очень быстро. Это означает, что на примере трубы можно проверить эффективность обдува: если труба просаживается под собственным весом, значит мощность обдува следует повысить. Это показатель можно измерить: при 3D-печати в оригинальном масштабе длина катера должна составлять 60 мм, а высота — 48 мм от дна до кончика трубы.

Стоит ли считать 3DBenchy идеальной калибровочной моделью? Вряд ли, хотя она отлично подходит не только для экструзионной 3D-печати, но и стереолитографической. С другой стороны, в открытом доступе можно найти множество других вариантов, так что если маленького парохода не хватает, попробуйте аналоги из подборки по этой ссылке.



Вам будет интересно