Rétegmagasság kalkulátor: fúvóka, vonalszélesség és mágikus értékek

A rétegmagasság (rétegvastagság) a 3D nyomtatás egyik fő beállítása: a vékonyabb réteg finomabb felületet ad, de tovább tart; a vastagabb gyorsabb, de jobban látszanak a rétegvonalak. A határt a fúvóka átmérője szabja meg. Az általános ökölszabály, amit a kalkulátor is használ:

• rétegmagasság: a fúvóka 25–75%-a, kiegyensúlyozott érték a fúvóka fele;
• vonalszélesség: a fúvóka 100–150%-a, tipikusan kb. 112%-a;
• első réteg: a fúvóka fele, de legalább 0,2 mm és legfeljebb a fúvóka 75%-a.

Fúvóka	Rétegmagasság	Kiegyensúlyozott	Vonalszélesség (tipikus)	Első réteg
0,2 mm	0,05–0,15 mm	0,10 mm	0,20–0,30 mm (0,23)	0,15 mm
0,4 mm	0,10–0,30 mm	0,20 mm	0,40–0,60 mm (0,45)	0,20 mm
0,6 mm	0,15–0,45 mm	0,30 mm	0,60–0,90 mm (0,68)	0,30 mm
0,8 mm	0,20–0,60 mm	0,40 mm	0,80–1,20 mm (0,90)	0,40 mm

A 75% fölötti réteg már nem nyomódik eléggé az előzőhöz, ezért gyengébb lesz a rétegtapadás. A 25% alatti réteg pedig ritkán ad látható javulást, csak az időt növeli. A vastagabb első réteg jobban tapad, és kevésbé érzékeny a szintezés apró hibáira.

A hotend másodpercenként csak véges mennyiségű műanyagot tud megolvasztani. Ez a maximális térfogatáram (mm³/s). Belőle kiszámolható a legnagyobb sebesség:

max. sebesség = térfogatáram ÷ (rétegmagasság × vonalszélesség)

A kalkulátor három hotendtípushoz ad kiinduló értéket: normál (V6-típusú) kb. 12 mm³/s, nagy áramlású kb. 24 mm³/s, Volcano/CHT-típusú kb. 35 mm³/s. Ezek PLA-ra jellemző értékek; PETG-nél és ABS-nél kb. 20–30%-kal kevesebbel számolj. Ha a saját gépedet kimérted, írd be a saját számodat.

Kidolgozott példa 0,4 mm-es fúvókával, 0,45 mm-es vonallal és 12 mm³/s-os hotenddel:

Rétegmagasság	Max. sebesség	Idő a 0,2 mm-hez képest
0,10 mm	kb. 267 mm/s	×2,00
0,15 mm	kb. 178 mm/s	×1,33
0,20 mm	kb. 133 mm/s	×1,00
0,25 mm	kb. 107 mm/s	×0,80
0,30 mm	kb. 89 mm/s	×0,67

A táblázatból két dolog látszik. Vékony rétegnél a hotend nem korlát, a gép mechanikája az. Vastag rétegnél viszont hamar elfogy a térfogatáram: 0,3 mm-es réteggel egy normál hotend 90 mm/s körül már alulextrudálhat. Az időszorzó csak a rétegek számát veszi figyelembe; a valós időt a gyorsulás és az üresjáratok is befolyásolják. A saját hotended határát a flow és térfogatáram kalkulátorral mérheted ki.

A legtöbb hobbinyomtató Z-tengelyét menetes orsó mozgatja, egy léptetőmotorral. A motor egy teljes lépése mindig ugyanannyival emeli a tengelyt:

egy lépés (mm) = az orsó menetemelkedése ÷ a motor lépésszáma fordulatonként

A gyakori T8-as orsó menetemelkedése 8 mm (négybekezdésű), egy 1,8°-os motor 200 lépést tesz fordulatonként. Egy lépés tehát 8 ÷ 200 = 0,04 mm. Az ennek egész számú többszörösére eső rétegmagasságok a „mágikus” értékek: 0,04-től felfelé 0,08, 0,12, 0,16, 0,20, 0,24, 0,28 mm és így tovább.

Ha a rétegmagasság nem esik egész lépésre, például 0,15 mm (3,75 lépés), a motor mikrolépésben áll meg. Mikrolépésnél kisebb a nyomaték és a pozíció pontossága, ezért a rétegek magassága kissé ingadozhat, ami szabályos csíkozást (Z-banding) okozhat a falon. A kalkulátor ilyenkor megmondja a legközelebbi mágikus értéket: 0,15 helyett 0,16 mm.

További példák:

• 8 mm-es orsó, 0,9°-os motor (400 lépés): egy lépés 0,02 mm, így 0,10, 0,12, 0,14 … mm is mágikus.
• 2 mm-es menetemelkedésű orsó, 200 lépés: egy lépés 0,01 mm, gyakorlatilag minden szokásos érték megfelel.

A kalkulátor a fúvókához ajánlott tartományon belüli összes mágikus értéket felsorolja.

A mágikus rétegmagasság nem csodaszer. Számít, ha:

• a gépednek menetes orsós Z-tengelye van (a legtöbb asztali FDM-nyomtató ilyen);
• szabályos, egyenlő közű vízszintes csíkokat látsz a falon, és a mechanikai okokat (görbe orsó, laza csatlakozó) már kizártad.

Kevésbé számít, ha:

• a szeletelőd profiljai eleve ilyen értékeket használnak (sok gyári profil 0,12, 0,16, 0,20 vagy 0,28 mm-es rétegekkel dolgozik, ezek 0,04 mm többszörösei);
• változó rétegmagasságot használsz: ott a szeletelő úgyis köztes értékeket választ;
• a Z-tengely szíjas, vagy más áttétellel működik. Ilyenkor a lépésnagyságot a saját áttételedből számold, és add meg a menetemelkedés mezőben az egy fordulatra jutó Z-elmozdulást.

Ha a falon csíkozást látsz, de a rétegmagasság már mágikus, a 3D nyomtatási hibák oldalán a Z-csíkozás további okait is megtalálod, például a tálca ingadozó hőmérsékletét.

• Vastagabb fúvóka, gyorsabb nyomtatás: 0,6 mm-es fúvókával 0,3 mm-es réteg és 0,68 mm-es vonal mehet, ami ugyanannyi idő alatt jóval több anyagot rak le. Funkcionális alkatrészekhez ideális, a felület kicsit durvább, és az apró részletek elvesznek.
• Vékony fúvóka, finom részlet: 0,2 mm-es fúvókával 0,05–0,15 mm-es rétegek és nagyon apró feliratok is nyomtathatók, de a nyomtatás többszörös ideig tart, és a fúvóka könnyebben eldugul.
• Vonalszélesség a fúvóka alatt: lehetséges, de az anyag nem nyomódik szét rendesen, és gyengül a darab; a kalkulátor ezért a fúvóka 100%-ától számol.
• Az első réteg: ha a tálcád nem tökéletesen sík, a vastagabb (0,25–0,3 mm-es) első réteg többet elnyel a hibából.

A kalkulátor tájékoztató, ökölszabályokra épülő értékeket ad; a végső beállítást mindig egy próbanyomat igazolja.