Все про бримы: назначение, преимущества и настройки

Брим — разновидность вспомогательной структуры, повышающая адгезию модели с поверхностью столика 3D-принтера. В этой статье расскажем о нюансах построения бримов, включая настройки 3D-печати, преимущества и недостатки, постобработку и другие тонкости.

Содержание:

1. Основная информация
2. Опорные структуры
3. Когда лучше обходиться без бримов
4. Размерная точность
5. Настройки в слайсере
6. Ширина брима
7. Удаление брима

1. Основная информация

Вспомогательные адгезионные структуры делятся на три типа — бримы, юбки и рафты. Brim в перевод с английского означает «поля», как у шляпы. Бримы очень похожи на юбки с той лишь разницей, что юбки печатаются отдельно от моделей, а бримы прилегают вплотную. Разница между бримами и рафтами в том, что бримы состоят всего из одного слоя, требуя меньше времени и материала.

Брим (слева), юбка (в центре) и рафт (справа)

У каждой вспомогательной структуры свое назначение, свои преимущества и недостатки. Главное преимущество бримов перед рафтами в том, что они не влияют на качество нижних поверхностей: при построении рафта между рафтом и моделью необходимо оставлять зазор, чтобы рафт можно было отделить по завершении 3D-печати, в результате чего получаются неровные нижние поверхности. Брим касается модели только по периметру, а нижняя поверхность прилегает к столику и выходит ровной и гладкой. Рафты в целом более эффективны, но из-за относительно высокого расхода филамента обычно применяются в самых сложных случаях.

Как и рафты, бримы используются для борьбы с закручиванием первых слоев печатаемых изделий. Зачастую этот дефект проявляется не сразу, а возникает по мере укладки дополнительных слоев: материал усаживается, и внутренние напряжения становятся слишком сильными, отрывая углы от поверхности столика. Бримы же увеличивают площадь контакта модели со столиком, тем самым повышая общую адгезию и помогая бороться с отрывами.

Отрыв углов из-за недостаточной адгезии

Бримы требуются не всегда, необходимость в этих структурах обуславливается размером и геометрией моделей, а также используемыми материалами. Например, акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) знаменит высокой усадкой, и далеко не в хорошем смысле. В то же время это весьма прочный, долговечный и недорогой полимер, так что бримы выручают, особенно при 3D-печати больших моделей, когда эффект усадки проявляется наиболее ярко.

Площадь нижних поверхностей тоже играет роль: чем выше площадь, тем выше линейная усадка, а следовательно выше необходимость в бримах. Необходимая площадь брима также напрямую зависит от площади модели — чем больше модель, тем больше линий потребуется в бриме.

Бывает и наоборот: бримы могут потребоваться тогда, когда площадь соприкосновения очень мала в сравнении с размерами самой модели. Представьте какую-нибудь фигурку, например лошадь. Если фигурку печатать вертикально, ноги построятся без проблем, но когда дело дойдет до туловища, усадка значительно вырастет, а это приведет к искажению общей геометрии и отрыву ног от столика. Чтобы это не произошло, сцепление ног со столиком можно повысить за счет бримов.

2. Опорные структуры

Если модели требуются поддержки, но для их размещения недостаточно места, например из-за малых размеров модели, у 3D-принтера могут возникнуть проблемы с размещением такой маленькой геометрии, и опоры могут неправильно прилегать. В таких случаях бримы могут помочь сохранить геометрию поддержек точно так же, как геометрию самой модели.

3. Когда лучше обходиться без бримов

Бывают случаи, когда бримов следует избегать, например при 3D-печати изделий с деликатной геометрией. Бримы физически соединяются с моделью и требуют механической постобработки — удаления острым лезвием, а зачастую и шлифования остатков. Тонкие, хрупкие элементы при этом легко повредить, так что следует действовать осторожно, либо вообще стараться обходиться без бримов.

Калибровочный кубик с бримом (слева) и юбкой (справа)

Иногда бримы можно заменить юбками. Юбки не хуже бримов позволяют проверять юстировку платформы и равномерность укладки первого слоя, а также прогонять материал перед началом построения самой модели, но при этом не контактируют с изделием, а следовательно не требуют постобработки. Минус в том, что юбки совершенно не помогают повышать адгезию.

4. Размерная точность

Бримы хорошо подходят для проверки калибровки 3D-принтера и адгезии первого слоя, однако могут нарушить размерную точность ввиду необходимости в постобработке. Этот момент может быть особенно важен при 3D-печати деталей с механическими соединениями, точными стыками, защелками и тому подобным. В таких случаях может быть целесообразно изменить ориентацию модели на столике таким образом, чтобы ответственные элементы не касались рабочей поверхности и брима.

5. Настройки в слайсере

Настройки брима варьируются в зависимости от используемого программного обеспечения, так что ниже приведем несколько примеров с разными слайсерами. В Сura настройки находятся в секции Build Plate Adhesion, в Simplify3D — в Addition, а в PrusaSlicer — в разделе Skirt and Brim, вместе с юбками.

Cura и PrusaSlicer позволяют выстраивать бримы как снаружи, так и внутри моделей. В Simplify3D бримы можно выставлять только снаружи, по внешнему периметру. Все три слайсера позволяют задавать смещение: в некоторых случаях сдвиг на небольшое расстояние порядка 0,1-0,2 мм может помочь с отделением бримов и даже избавить от необходимости в шлифовании.

Сura

1. Откройте панель Print Setting (Настройки печати), затем нажмите Build Plate Adhesion (Адгезия к столику).
2. В выпадающем меню Build Plate Adhesion Type (Тип столика) выберите Brim.
3. В поле Brim Line Count (Количество линий брима) укажите количество линий, определяющее ширину брима.
   

В базовой конфигурации это единственные настройки, но если выбрать All (Все) в выпадающем меню рядом с полем Search Settings (Поиск по настройкам), можно получить доступ еще к нескольким параметрам.

Один из них — Brim Distance (Расстояние до брима), то есть упомянутый выше сдвиг.

Второй — Brim Replaces Support (Замена поддержек бримом). Эта функция подменяет опорный структуры бримом в нижней части модели.

Третий параметр — Brim Only on Outside (Брим только снаружи). Если эта функция отключена, слайсер построит бримы как по внешнему периметру, так и по внутреннему, если речь идет о полой детали.

Simplify3D

1. Нажмите Edit Process Setting (Изменить настройки процесса) в левом нижнем углу, после чего откроется окно FFF Settings (Настройки FFF).
2. Нажмите кнопку Show Advanced (Показать дополнительные настройки) в левом нижнем углу.
3. Перейдите на вкладку Additions (Дополнения), затем установите флажок Use Skirt/Brim (Использовать юбку/брим).
4. Установите Skirt Offset from Part (Смещение юбки от детали) на 0,00, чтобы юбка превратилась в брим. Если значение выше нуля, слайсер построит юбку.
   
   

В Simplify3D нет отдельной опции для добавления юбки или брима — они считаются одной и той же структурой, только с разными настройками. В этом есть определенное преимущество: если бримы отделяются с трудом и требуют постобработки лезвием и шлифования, можно выставить небольшое смещение вместо нуля — около 0,1-0,2 мм, чтобы не было зазора, но соединение брима с моделью было более слабым. Это поможет с отделением и сохранением размерной точности.

PrusaSlicer

1. Первым делом выберите режим Expert (Экспертный) в верхнем правом углу.
2. Во вкладке Print Settings (Настройки печати) выберите Skirt and Brim (Юбки и бримы).
3. Настройте параметры по желанию.

В PrusaSlicer доступны три опции. Brim Type (Тип брима) позволяет выбирать между построением только по внешнему периметру, только по внутреннему, по внешнему и внутреннему одновременно, либо вообще отключать бримы. Две дополнительные опции — Brim Separation Gap (Зазор между бримом и моделью) и Brim Width (Ширина брима).

6. Ширина брима

Ширина брима выражается количеством укладываемых линий. Идеального рецепта не существует. Например. Для модели площадью 10х10 мм пяти линий будет более чем достаточно. Если речь идет о большой модели, например 230х230 мм, пяти линий может уже не хватить, если используется материал с высокой усадкой.

7. Удаление брима

Брим можно либо отломить, либо отрезать. Первый вариант зачастую предпочтительнее, так как лезвие может оставить неровную, неприглядную поверхность. С другой стороны, обработка лезвием не так сильно нагружает изделие, а потому может быть единственным вариантом при постобработке изделий с хрупкими структурами.

Как вариант, модель и брим можно напечатать разными материалами, но эта опция доступна только при наличии двухэкструдерного 3D-принтера или аппарата, оснащенного системой автоматической смены филамента, как популярные 3D-принтеры от Bambu Lab. Например, брим можно напечатать поливиниловым спиртом (PVA), а затем просто растворить в воде.

Адаптированный перевод статьи 3D Printing Brim: When Should You Use It, опубликованной на сайте All3DP.