Test různých průměrů trysek na 3D tiskárně a závěry z něj

Zpět na blog

3D tisku se věnuji už poměrně dlouhou dobu, ale vždycky jsem používal jenom trysky o průměru 0.4mm, které jsou využívány v tiskárnách Prusa. O existenci více průměrů trysek jsem sice věděl, ale až donedávna jsem jim nevěnoval pozornost. Mou pozornost si získaly až když jsem náhodou narazil článek z 29.5.2018 na blogu Josefa Průši s názvem Vše o tryskách s různým průměrem. Jelikož jsme nyní v dobách pandemie a ve volných chvílích musíme sedět doma zavření, místo aby jsme šli ven, tak jsem se rozhodl si další průměry koupit a vyzkoušet si je.

Výběr a nákup trysek

Vybíral jsem z mnoho možností od originálních trysek z eshopu Prusa3D přes OEM mosazné trysky po asijské trysky za pár šupů. Originální trysky mohou stát i 250,- za kus a asijské i 20,- za kus, takže cenové rozmezí je obrovské. Nakonec jsem zvolil sadu trysek od asijských kolegů. V sadě se nachází sedm průměrů trysek 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.8mm a 1.0mm . Co je ale důležitější, že sada obsahuje i speciální šroubovák a klíč k demontáži a následné montáži trysky. Později v článku popíšu, proč je to tak důležité. Sada v době nákupu stála 156,09 kč i s poštovným a sadu jsem koupil přes server ebay.com . Sada mi přišla po cca měsíci a kvalita odpovídá ceně. Trysky nejsou jistě tak kvalitní, jako originální, ale většina z nich funguje. Asi největší problém mám s tryskou 0.6mm, která asi v důsledku výrobní vady tiskne do strany. Nechci v tomto článku rozebírat, co přesně to znamená, takže akorát zkonstatuju, že je v podstatě nepoužitelná.

Demontáž a následná montáž trysky

V této kapitole sepíšu postup, který se mi osvědčil při výměně trysky. Zároveň ještě před samotnou výměnou trysky doporučuji přečíst podkapitolu Možné problémy, které mohou nastat v důsledku měnění trysky.

Postup pro výměnu trysky

  1. Pro výměnu trysky tiskárnu zapneme a nastavíme teplotu hlavy na 230°C.
  2. Pokud máme v tiskárně zrovna zavedený filament, tak ho vysuneme.
  3. Pomocí klíče, či kleští pořádně chytíme heatblock tak, aby jsme si nepřekáželi
    při výměně trysky a aby nedošlo k poškození kabelů.
  4. Pomocí šroubováku 7mm vyšroubujeme trysku a položíme jí na dřevěnou
    desku. Na trysku nesaháme po dobu cca 5 minut, protože je velmi horká
    (230°C).
  5. Vezmeme novou trysku, našroubujeme jí do heatblocku a mírně dotáhneme.
    Tryska nesmí být úplně povolená, ale ani není třeba jí dotahovat „na krev“.

Možné problémy, které mohou nastat v důsledku měnění trysky

  • Do heatblocku, do kterého je tryska zašroubovaná vedou čtyři dráty, které lze snadno neopatrnou manipulací poškodit.
  • Pokud výměnu neprovádíte při správné teplotě (230°C), tak může a pravděpodobně dojde k zlomení trysky.
  • Pokud nemáte dostatečně dotažený heatblock proti idleru, tak dojde k jeho povolení. Za následek to pak má, že se vám začne zasekávat filament před tiskem a jedinou cestou k opravě je rozebrání celé hlavy, dotažení idleru a opětovné nastavení teflonové trubičky.
  • K povolení idleru může dojít i z toho důvodu, že špatně držíte heatblock při povolování trysky. Jednoduše pokud nebudete pomocí klíče (kleští) heatblock dostatečně držet, tak místo aby jste povolili trysku povolíte heatblock proti idleru.
  • Pokud se pokusíme trysku vyměnit bez vysunutí filamentu, tak může dojít k zanesení závitu trysky a následnému zlomení trysky, nebo jejímu nesprávnému dotažení.

První nástrahy

Pro slicování modelů používám PrusaSlicer. A hned první nástraha na kterou jsem narazil bylo, že PrusaSlicer obsahuje profily pouze pro trysky o průměrech 0.25mm, 0.4mm a 0.6mm.

První co mě tedy čekalo bylo si vytvořit vlastní profil pro jiné rozměry trysek. Způsob jakým jsem profil vytvářel bych raději moc nerozebíral. Zjednodušeně jsem to udělal tak, že jsem porovnal konfigurační soubory pro trysky 0.4mm a 0.6mm a tam, kde se čísla a nastavení lišily jsem udělal úpravy pro daný rozměr trysky a následně jsem to opakovaným tiskem metodou pokus-omyl ladil ke své spokojenosti.

První reálný tisk

Musím přiznat že jsem nejprve nechápal, jak je možné, že čím větší trysku použiju, tak tím rychleji se tisk dokončí. Je totiž jedno, jakou trysku využijete, protože se vždy tiskne výškou vrstvy 0.2mm . To, proč je to rychlejší jsem pochopil až při prvním tisku. To, že máte větší trysku totiž neznamená, že půjdete rychleji do výšky, ale spíš to, že rychleji obsáhnete šířku. Při vyplňování výtisku máte totiž při využití trysky 0.8mm 2x širší „stopu“ než při využití trysky 0.4mm . Z toho plyne, že výplně (které zaberou nejvíce času) jsou hotové 2x rychleji (v závislosti na rozměru využité trysky).

Myšlenka stojící za větším průměrem trysky

Každý vám ukáže a vysvětlí, že 3D tisk je skvělý. I vy sami uznáte, že je skvělí při pohledu na výtvory z 3D tiskárny. Jenže se už tak často nemluví o tom, jak moc je to časově náročné…

Květináč

Jako první si vezmu model květináče o rozměrech 15,7×16,5×11,3 cm . Model je dostupný
zdarma na portálu Thingiverse.

Květináč moc velký není, jedná se dle mého názoru o takový průměr. Problém ale je, že když se květináč rozhodnete vytisknout, tak budete nemile překvapeni tím, že při standartním nastavení tiskárny s tryskou 0.4mm a tloušťkou vrstvy 0.2mm bude tisk trvat přes 18,5hod!

No… To je poměrně dost dlouhá doba… Co s tím? Technicky můžeme zvýšit rychlost tisku, ale mnohonásobně tím zvýšíme riziko, že se tisk pokazí a tisk pak nebude vapadat tak hezky. Dále můžeme použít tlustší vrstvy, ale opět to bude mít negativní dopad na vzhled, zvýší se riziko neúspěchu a hlavně zrovna v případě květináče je nutné, aby byly vrstvy dobře spojené, protože jinak by jima protekla voda. Čili nám už zbývá jenom použít „větší kalibr“.

Když využiju trysku s 2x větším průměrem (0.8mm), tak bude tisk při stejné tloušťce vrstvy (0.2mm) trvat jen necelích 13hod. Tisk je tedy hotov o nezanedbatelných 5,5hod dříve.

Placka (extrémní příklad)

Květináč není úplně nejlepší „extrémní“ příklad, proto jako druhý model použiju placku o rozměrech 20x20x0,5cm . Při standartním nastavení tiskárny s tryskou 0.4mm a tloušťkou vrstvy 0.2mm bude tisk trvat něco přes 10,5hod .

Když ale opět použiju trysku s 2x větším průměrem (0.8mm), tak při stejné tloušce vrstvy (0.2mm) bude tisk trvat jen něco málo přes 4,5hod .

Jak je to možné? Jak je možné že s 2x větší tryskou zabere tisk méně než polovinu času? To, co je na 3D tisk časově nejnáročnější jsou výplně plochy. V tomto případě plocha činí 400cm2 no a když mám 2x širší stopu, tak jsme schopni plochu vyplnit 2x rychleji.

Texty

Máme zde ale i opačný příklad. Někdy totiž může nastat i situace, že je standartní tryska (0.4mm) prostě moc tlustá. Jako příklad jsem si vytvořil model který tvoří obdélník a na něm jsou vystouplá písmena. Písmena jsou vysoká 5mm a jso vystouplá do výšky o 0.2mm .

Pokud použiju standartní trysku 0.4mm a vrstvu 0.15mm, tak zjistím, že písmena zmizela a text je rozbitý.

Pokud ale použiju trysku o průměru 0.25mm a výšku vrstvy 0.15mm, tak jsou písmena naprosto v pořádku čitelná a detailní.

Co z toho tedy zatím plyne

Z předchozí kapitoly se dá vyvodit závěr, že 0.25mm trysku využiju na detailní tisk (třeba texty, nebo miniatury), velkou 0.8mm trysku na velké rozměrné věci a standartní trysku 0.4mm obecně na všechno vyjma specifických případů (jako texty a velké věci). Teoreticky toto vyplývá i z článku na blogu Josefa Průši. Z mých zkušeností jsem ale narazil ještě na jednu důležitou možnost využití.

Využití jiného průměru trysky za účelem zvýšení pravděpodobnosti úspěchu

Pro vysvětlení použiju model držáku kávových kapslí pro kávovary Nespresso. Model je dostupný zdarma na portálu Thingiverse.

Model jsem původně tisknul standartní tryskou 0.4mm o výšce vrstvy 0.2mm . Tisk byl ale velice problematický, protože hlavně kvůli tenké části uprostřed se při výplni deska klepala natolik, že se model odlepil.

Abych nemusel používat lepidlo, nebo ABS juice, tak jsem zkusil model vyslicovat pro trysku 0.8mm a výšku vrstvy 0.2mm. Výsledek se dostavil.

Díky tlustší trysce není třeba střední část vůbec vyplňovat a stačí jenom perimetry. Nejen že se díky tlustší trysce snížil čas tisku z 2hod na 56min, ale ještě je mnohem vyšší šance na úspěšné vytištění, jelikož se tiskárna tolik neklepe a výtisk se tedy nemá tendenci odlepit.

Větší tryska za účelem tužších a pevnějších výtisků

Nemám žádné konkrétní zkušenosti s tím, jak měřit houževnatost a pevnost výtisků. Obecně když použijete tlystší trysku tak dosáhnete houževnatějších výtisků. Z vlastní zkušenosti mohu říct, že opravdu například květináč vytištěný tryskou 0.8mm je pevnější než květináč tištěný tryskou 0.4mm. Detailnější a věděčtější test vlivů na mechanické vlastnosti lze nalézt v již odkazovaném článku Josefa Průši.

Závěr

Můj závěr z testů různých průměrů trysek je, že ideální rozměry trysek jsou 0.2mm, standartní 0.4mm a 0.8mm . Tryska 0.4mm je standart a dá se s ní vytisknou skoro úplně vše. Pod „skoro úplně vše“ myslím cca 95% věcí.

Občas se ale naskytne situace, kde je dobré se před tiskem zamyslet a zvážit i další průměry trysek. Zjednodušeně tedy využít trysku 0.2mm na miniatury a na texty a naopak trysku 0.8mm na velké modely které je možné díky tomu vytisknout třeba i 2x rychleji.
Další myšlenkou je, že někdy už při pohledu na vyslicovaný model v sliceru se dá zjistit, zda by za účelem zvýšení šance na úspěšný tisk nebylo lepší využít větší či menší rozměr trysky. Záleží na situaci a na tom, jaké tryska máte k dispozici a zda na ně máte odladěný profil.

Štítky:

Chystáte nový projekt? Napište nám

Přetáhněte soubory do této oblasti a nebo klikněte pro nahrání.Choose File
Maximální velikost souboru: 20.97MB