Бримы, рафты и юбки: разбираемся со вспомогательными структурами

Помимо поддержек зачастую необходимо печатать дополнительные структуры, повышающие адгезию моделей со столиками FDM 3D-принтров и помогающие проверять настройки 3D-печати. В этой статье разберемся в тремя видами таких структур — бримами, рафтами и юбками.

Бримы и рафты очень часто выручают при 3D-печати пластиками, плохо схватывающимися со столиками и подверженными высокой термоусадке. Юбки — это скорее проверочные структуры, помогающие тестировать работу 3D-принтера до того, как он начнет выстраивать саму модель. У каждой из этих структур свои достоинства и недостатки, о чем мы и поговорим ниже, а заодно разберем основные настройки на примере слайсера Cura.

Бримы

Бримы — самые простые и экономичные адгезионные структуры. Брим (Brim) в переводе с английского означает «поля», как у шляпы. Обычно бримы выстраиваются одним-единственным слоем и формируют поле вокруг модели. Таким образом, бримы служат расширением первого слоя, увеличивая площадь соприкосновения модели со столиком и тем самым повышая адгезию.

Площадь бримов регулируется количеством линий-периметров. По завершении 3D-печати брим придется отделить от модели, что довольно несложно, так как это простая, тонкая структура. Нужно всего лишь помнить про баланс: чем выше площадь брима, тем надежнее модель будет держаться на столике, но и отходов будет больше.

Бримы обычно удаляются вручную — руками, кусачками и/или канцелярским ножом. Так как структура напрямую стыкуется с краями модели, необходимо проявлять осторожность, чтобы случайно не повредить само изделие. Оптимальный вариант — срезать бримы острым ножом, не забывая про технику безопасности: резать нужно только от себя, предварительно надев защитные перчатки.

В общем и целом бримы можно считать средним вариантом между юбками и рафтами как по расходу материала и времени 3D-печати, так и по функциональности. Почему так — станет понятно, когда мы разберем остальные варианты.

Настройки:

Ширина брима (Brim Width). Этот параметр определяет ширину брима в миллиметрах и напрямую связан с еще одним параметром, называемым «Количество линий в бриме» (Brim Line Count), где ширина, как подсказывает название, измеряется уже в укладываемых линиях пластика. Изменение значения одного параметра автоматически приведет к подстройке другого. В большинстве случаев достаточно бримов шириной 0,8-1 мм, но если требуется адгезия покрепче и вы готовы потратить чуть больше пластика, попробуйте более высокие значения.

Дистанция брима (Brim Distance). Этот параметр определяет расстояние между внутренней линией брима и внешней стенкой модели. Здесь все просто: это значение необходимо выставлять на ноль, чтобы брим соприкасался с моделью, иначе это будет уже не брим, а юбка. Про юбки поговорим ниже.

Минимальная длина брима (Brim Minimum Length). Это значение определяет минимальную длину линий в бриме, оборачивающихся вокруг моделей, то есть внутренний периметр брима. Суть в том, что если модель соприкасается со столиком в нескольких точках, в каких-то из них бримы могут быть избыточными, например если площадь соприкосновения в этих точках очень мала. Попробуйте выставить 250 мм, а дальше меняйте по своему усмотрению. Если слайсер рассчитает, что внутренний периметр брима вокруг определенной точки контакта модели со столиком будет ниже указанного значения, в этом месте брим не будет сформирован за ненадобностью.

Бримы только снаружи (Brim Only on Outside). Эта функция подсказывает слайсеру, нужно ли печатать бримы внутри моделей. Такое может произойти, если вы печатаете изделия с полостями, например решетчатые структуры. Выковыривать бримы из решеток — дело нудное, да и модель можно повредить, так что в таких случаях можно скомандовать слайсеру, чтобы он построил бримы только вокруг модели, но не внутри.

Рафты

В плане адгезии это более мощный вариант, чем бримы, но и более затратный с точки зрения времени, расходных материалов и постобработки. Рафт (Raft) по-английски означает «плот». Такие структуры служат платформами, поверх которых печатаются модели. Если бримы соприкасаются с моделями только по периметру, то рафты — уже по всей нижней поверхности модели, соединяя их со столиком. Легко догадаться, что это значительно усложняет отделение рафтов после 3D-печати, а также повышает риск повреждения модели. Заодно требуется более высокий расход пластика, так как рафты обычно печатаются в несколько слоев.

Преимущество же в том, что типичные дефекты, связанные с построением первых слоев, например «слоновьи ноги» (то есть утолщение нижних слоев), закручивание углов или просветы в нижней поверхности из-за неровностей столика, проявляют себя на рафтах, а сами модели лучше сохраняют форму и размерную точность.

Рафты особенно хорошо помогают бороться с отлипанием и закручиванием углов из-за усадки, так что если вы работаете с сильно усаживающимися полимерами вроде акрилонитрилбутадиенстирола (REC ABS), а тем более если собираетесь печатать крупные изделия, рафты будут самым надежным вариантом, хоть и генерирующим много мусора.

Настройки:

Скорость печати рафта (Raft Print Speed). Этот параметр определяет скорость укладки пластика непосредственно во время 3D-печати рафта. В целом, рафты рекомендуется печатать не спеша, чтобы они хорошенько схватывались со столиком. Мы рекомендуем использовать настройку по умолчанию, то есть 25 мм/c.

Выступы рафта (Raft Extra Margin). Здесь можно настроить, как далеко за пределы нижнего слоя модели будет выступать рафт. Например, если вы печатаете кубик со стороной в 25 мм и выставите это значение на уровне 10 мм, то длина каждой стороны рафта будет равна 35 мм, то есть с пятимиллиметровыми выступами с каждой стороны. Значение по умолчанию — 15 мм, но не бойтесь экспериментировать, опираясь на собственный опыт.

Зазор между рафтом и моделью (Raft Air Gap). Это очень полезная функция, позволяющая регулировать, как сильно рафт будет схватываться с самой моделью. На слишком низких значениях зазора модель и рафт могут сформировать единое целое, после чего отделить их друг от друга будет очень сложно без повреждения модели. Более высокие значения означают более легкий контакт. Здесь необходимо найти оптимальный баланс — так, чтобы модель и рафт соединялись достаточно надежно, но не слишком плотно. В большинстве случаев ничего менять не надо, можно оставить на настройке по умолчанию, то есть 0,3 мм, но при необходимости зазор можно увеличить или уменьшить небольшими шагами по 0,05 мм.

Верхний слой рафта (Raft Top Layers). Этот параметр регулирует высоту рафта, то есть количество слоев. Чем больше слоев, тем выше расход филамента, но если слоев будет недостаточно, дефекты могут перекинуться на модель. Начните с двух-трех слоев, а дальше действуйте по обстоятельствам.

Юбки

Юбка (Skirt), строго говоря, не повышает адгезию вообще, но служит полезным инструментом для отработки первого слоя перед началом построения самой модели. Самый простой способ описать юбку — как тот же брим, только не соприкасающийся с моделью. Раз прямого контакта с моделью нет, то и отделять юбку от изделия не придется, а это значительно облегчает постобработку.

Сама же юбка нужна для того, чтобы можно было проверить на глаз, правильно ли юстирован столик и при необходимости подкрутить винты прямо во время построения юбки. Заодно юбка покажет, как хорошо подается пластик и верны ли настройки потока расплава, поможет прогнать остатки пластика после долгого простоя или замены филамента, а также стабилизировать температуру в хотэнде.

Это очень экономичный вариант: как правило, юбки печатаются всего в несколько проходов по периметру модели — достаточных, чтобы оценить качество 3D-печати и при необходимости быстро внести изменения или остановить процесс для более тщательной настройки.

Настройки:

Количество линий в юбке (Skirt Line Count). Как подсказывает название, этот параметр регулирует количество периметров и тем самым ширину юбки. По умолчанию Cura укладывает три линии, но можно и меньше, если вы считаете, что этого будет достаточно для оценки работоспособности 3D-принтера.

Расстояние до юбки (Skirt Distance). Этот параметр регулирует дистанцию между внутренним периметром юбки и внешним периметром модели. Большой роли он не играет, просто убедитесь, что юбка не будет касаться модели, и помните, что чем выше дистанция, тем выше длина периметров, а значит выше расход пластика. Для начала можно использовать значение по умолчанию, то есть 10 мм.

Минимальная длина юбки (Skirt Minimum Length). Как и в случае с бримами, этот параметр определяет, стоит ли печатать юбку вокруг точки соприкосновения модели со столиком. Стандартное значение — 250 мм, но при необходимости меняйте по своему усмотрению.