¿Qué tan delgada puede ser mi extrusión de una extrusora de 1.2 mm?

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Siempre supuse que el diámetro más pequeño que podía extruir era igual al diámetro de la punta del extrusor. Recientemente escuché que en realidad puede extruir una línea que es tan pequeña como la mitad del ancho de la abertura de la boquilla.

¿Es eso cierto en teoría? ¿En la práctica?

La boquilla de 0.3 mm de mi impresora se rompió recientemente, y el único reemplazo disponible fue una boquilla de 1.2 mm. Las impresiones han sido rápidas, pero realmente gruesas e imprecisas. Disminuí el diámetro de extrusión de aproximadamente 2 mm a 1.2 mm para algunas piezas más pequeñas y complejas, y funcionó bien. ¿Puedo bajar a 0,9 mm o 0,6 mm de diámetro de extrusión sin que arruine mis impresiones?

Si no puedo hacer eso, lo que no ocurriría si se intenta imprimir 0,6 mm de una boquilla de 1,2 mm extrusora?

Para esta pregunta, supongamos una impresora FDM que utiliza filamento PLA y / o ABS.

Martin Carney
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Todo lo que puedo comentar es que el límite mínimo dependerá de las propiedades físicas y químicas del plástico, nada más.
Leo Ervin
Lo intenté con algunas impresiones durante el fin de semana. Tuve impresiones exitosas y no exitosas. Puede funcionar, y ciertamente trabajar con una boquilla de 1.2 mm (¡enorme!) Que se reduce a 0.6 mm o incluso 0.9 mm permitió una mejora significativa en la cantidad de detalles y la nitidez de las esquinas en las impresiones resultantes. También reduzco la altura de la capa a 0.2 mm, lo que imagino que ayudó.
Martin Carney

Respuestas:

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El problema principal con anchos de extrusión muy estrechos (menos del tamaño de la boquilla) es que se obtiene una "calabaza de boquilla" realmente pobre. El plástico no se presiona muy fuerte al extruirse. Eso causa una unión de capa pobre y impresiones más débiles.

El flujo de plástico fundido que sale de la boquilla debe reducirse por tensión para que sea más pequeño que la abertura de la boquilla, y ese efecto de estiramiento dificulta el contacto con la capa anterior. Entonces terminas con una estructura de "pila de registros" como esta:

Hebras de 0.4 mm de ancho por 0.4 mm de alto a través de una boquilla de 0.4 mm (Esta foto realmente muestra la altura de la capa = ancho de extrusión = tamaño de la boquilla, que es otro no-no, pero el resultado final es similar).

Lo que quieres en cambio es algo muy "unido" y fuerte como este: Hebras de 0.4 mm de ancho por 0.4 mm de alto a través de una boquilla de 0.4 mm

La precisión con la que la hebra puede estirarse, en lugar de mancharse o romperse en gotas, dependerá en gran medida del tipo de filamento y las condiciones de impresión. Por ejemplo, el nylon se estira muy bien porque experimenta un alto grado de cristalización por deformación y, en realidad, se vuelve más fuerte y rígido a medida que se estira. El PLA tiende a volverse más frágil cuando se tensa y puede romperse en forma de gotas fibrosas El ABS no cambia mucho porque es muy amorfo. El tipo de polímero, los agentes de mezcla, la velocidad de impresión, la temperatura de impresión y el enfriamiento controlarán el comportamiento de estiramiento del filamento.

Otro factor a tener en cuenta es cuál es el espacio entre los filamentos dentro de la impresión. Si configura el ancho de extrusión igual a la mitad del ancho de la boquilla, dependiendo de la rebanadora, los hilos adyacentes pueden colocarse con un tono igual o ligeramente menor que la mitad del ancho de la boquilla. Entonces, después de que se imprime el primer filamento (digamos un perímetro interno sin importancia), el siguiente filamento se imprimirá con la boquilla superpuesta parcialmente al filamento anterior.Esto crea efectivamente una constricción para forzar al plástico a salir de una abertura más pequeña a un lado de la boquilla, que no es muy diferente de imprimir con una boquilla más pequeña. Los filamentos perimetrales posteriores pueden tender a "curarse" incluso si el primero es de baja calidad. Este efecto no soluciona completamente el problema, pero ayuda a explicar por qué los hilos de bajo ancho parecen funcionar mejor de lo que deberían.

Por supuesto, incluso si los hilos salen bien, es discutible si hay algún beneficio. Si el objetivo de un ancho de extrusión más pequeño es más precisión y esquinas más afiladas, es posible que no logre ese objetivo. Cuando el filamento está siendo arrastrado por la tensión en el polímero de enfriamiento, puede tender a "cortar esquinas" y ser arrastrado hacia un arco redondeado cuando la boquilla cambia de dirección. Eso puede derrotar el punto de usar un ancho de extrusión más delgado en primer lugar. En general, solo recomiendo usar hilos de menos ancho para capturar detalles de paredes delgadas que son demasiado delgadas para la boquilla, no como una forma de mejorar la calidad general de impresión.

En comparación, tener el ancho de extrusión igual o más ancho que la boquilla asegura que el plástico se apriete firmemente hacia abajo en contacto íntimo con la capa inferior. Puede evitar esto un poco y aún así obtener resultados decentes, pero generalmente es mejor mantener el ancho de extrusión igual o mayor que el tamaño de la boquilla. No hay un límite estricto donde funcionará / no funcionará.

Ryan Carlyle
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Respuesta muy informativa, pero tendré que discrepar respetuosamente de la experiencia personal. Es decir, el límite no me parece pobre, lo cual es una premisa que usted hizo para explicar algunos de los posibles problemas.
Leo Ervin
¡+1 por explicar la diferencia de unión de capas para diferentes materiales!
Tormod Haugene
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Es difícil determinar objetivamente la fuerza de unión de la capa sin una unidad de prueba de fuerza. El rendimiento variará enormemente con la configuración y los materiales. Por ejemplo, Stratasys tiene algunas patentes para dejar deliberadamente la boquilla a una distancia considerable por encima de la impresión y dejar que el hilo extendido caiga suavemente sobre la capa anterior, por lo que deben pensar que es viable en algunos casos. (Las patentes se refieren a técnicas para hacer esquinas afiladas y geometrías de boquilla específicas que evitan la acumulación de material al hacer esto.)
Ryan Carlyle
En otras palabras, ¿su millaje puede variar?
Leo Ervin
Sí. Demasiados factores para realmente hacer predicciones concretas. Incluso qué rebanadora usas. Por ejemplo, Slic3r asume que la hebra tiene una sección transversal ovalada aplanada, por lo que sus cálculos de volumen de extrusión pueden salir mal cuando su ancho de extrusión es menor que [altura de capa + tamaño de boquilla] porque ese es el tamaño mínimo para desarrollar completamente una forma ovalada simétrica hebra.
Ryan Carlyle