Ist die Verwendung des Extrusionsmultiplikators nicht wie Betrug?

Eine Sache, die ich nie verstanden habe, ist die sogenannte Extrusionsmultiplikator- (EM) oder Durchflusseinstellung in Slicern wie Simplify3D (S3D) oder CURA.

Die Beschreibung für diese Einstellung lautet ...

• S3D: Multiplikator für alle Extrusionsbewegungen (...)
• CURA: Die Menge des extrudierten Materials wird mit diesem Wert multipliziert. (...)

Ich habe immer geglaubt, dass dieser Parameter nur ein hässlicher Weg ist, um eine zugrunde liegende Fehlkalkulation oder Fehlkonfiguration zu beheben, weil es sich anfühlt, als würde man eine Berechnung durchführen, das falsche Ergebnis erhalten und es anschließend durch einen Multiplikator "korrigieren" - ist das nicht Betrug ?

Aber vor kurzem habe ich mir etwas mehr Gedanken über diese Einstellung gemacht, jetzt bin ich mir nicht mehr sicher. Einer der Hauptgründe ist, dass S3D je nach Art der verwendeten Kunststoffe unterschiedliche Werte für die EM vorschlägt, 0,9 für PLA und 1,0 für ABS .

Dies impliziert irgendwie, dass es eine physikalische Eigenschaft gibt , die die EM rechtfertigt, aber ich kann mir keine vorstellen, da 1 m zu 1 m extrudiert führen würde - egal welche Art von Platinen verwendet werden, oder?

Nein, der Durchfluss- oder Extrusionsmultiplikator soll unterschiedliche Materialien und Temperaturbereiche ausgleichen.

Woher kommt der Faktor?

Angenommen, wir haben unsere Düse für Arbeiten bei 200 ° C mit PLA kalibriert, sodass die 100-mm-Extrusion korrekt ist und ABS gedruckt werden soll. ABS verhält sich anders und wir bekommen schlechte Drucke. Was ist falsch? Nun, sie verhalten sich in der Hitze unterschiedlich und drucken bei unterschiedlichen Temperaturen. Ein leicht erkennbarer Unterschied zwischen beiden ist der Wärmeausdehnungskoeffizient.

Jetzt musste ich mich in Forschungsarbeiten und Material- / technischen Datenblättern für PLA umsehen , also nimm das mit einem Körnchen Salz. Wir können jedoch die verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kunststoffen klar vergleichen :

• PLA: $41 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$ ^{a TDS}
• ABS: $72 \to 108 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• Polycarbonat: $65 \to 70 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$
• $80 \to 110 \frac{\text{µm}}{\text{m K}}$

Dies sind nur drei zufällig ausgewählte Kunststoffe, die eindeutig bedruckbar sind. Wenn wir einen Meter von ihnen um einen Kelvin erhitzen, würden sie sich um diese Länge ausdehnen (ein paar Mikrometer). Wir erhitzen die späteren drei Druckmaterialien über die Raumtemperatur (~ 220-260 ° C) auf etwa 200-240 K, sodass wir erwarten würden, dass sich diese Materialien in den folgenden Bereichen ausdehnen:

• PLA: 6,97 bis 7,79 mm ⁽¹⁾
• ABS: 14,4 bis 25,92 mm ⁽²⁾
• Polycarbonat: 13 bis 16,8 mm ⁽²⁾
• Polyamide (Nylons): 16 bis 26,4 mm ⁽²⁾

^{1 - Verwenden der Temperaturdifferenz von 170 K und 190 K für den normalen Drucktemperaturbereich von ca. 190 bis 200 ° C.
2 - zuerst: geringe Ausdehnung bei 200 K, dann hohe Ausdehnung bei 240 K.}

Sie haben Ihren Drucker irgendwo dort auf einen dieser Werte kalibriert . Und jetzt erhalten Sie ein anderes Filament, das eine andere Farbe und eine andere Mischung hat, oder Sie wechseln sogar von PLA zu ABS oder wechseln von einer Marke zur anderen - das Ergebnis ist: Sie erhalten irgendwo in diesem Bereich einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten und das haben Sie fast keine Chance, es zu wissen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient wirkt sich letztendlich auf den Druck in der Düse aus, und dies ist die Geschwindigkeit, mit der das Material die Düse verlässt, was sich auf die Quellung der Matrize und damit auf das gesamte Druckverhalten auswirkt.

Denken Sie daran, dass die Wärmeausdehnung nicht das einzige ist, was in der Düse geschieht. Andere große Faktoren sind zum Beispiel die Viskosität des Polymers bei seiner Drucktemperatur, seine Kompressibilität (die zum Beispiel von der Kettenlänge oder den eingebetteten Füllstoffen abhängt), die Geometrie der Düse, die Länge der Schmelzzone ... sie alle spielen eine Rolle Rolle dabei, wie genau der Druck herauskommt.

Wir können all diese unter einem allgemeinen "Verhalten in der Düse" -Tag zusammenfassen, und als Ergebnis erhält man sehr unterschiedliche Durchfluss- / Extrusionsmultiplikatoren, wie die 0,9 für PLA / 1 für ABS in Simplify3D.

Andere Faktoren?

Es gibt auch andere Faktoren, die eine Rolle spielen.

Der Abstand zwischen dem Extruder und der Schmelzzone und das Verhalten des Filaments dort sind etwas offensichtlich: Ein duktiles Filament kann einige in einem Bowdenrohr zusammenballen, während in einem direkten Antrieb viel weniger Platz dafür ist.

Der Extruder kann einen Einfluss haben, abhängig von der Geometrie des Antriebsrads und davon, wie viel es in das Filament beißt . Die Tiefe der Verformung hängt wiederum von der Härte des Filaments und der Geometrie der Zähne ab. Tollo hat eine großartige Erklärung, wie sich dies auf die Notwendigkeit auswirkt, den Extrusionsmultiplikator zu ändern.

die Faktoren gewinnen

Die meisten davon werden durch Ausprobieren mit dem Faktor 1 ermittelt und manuell gewählt, bis ein ordnungsgemäßer Druck auf dem Gerät erreicht ist. Anschließend wird dieser Faktor wieder in die Software übernommen.

Als Randnotiz: Ultimaker Cura hat (in seiner Filamentdatenbank) die Möglichkeit, Flussraten in jedes Filament zu speichern, initialisiert jedoch alle mit 100% Standard.

TL; DR

Dies ist eine Möglichkeit, sich an den relativen Unterschied zwischen dem Verhalten von Filamenten (unter Verwendung eines Ihrer Filamente als Kalibrierung) und dem Nicht- Betrügen anzupassen .

Neben den oben sehr detaillierten Antworten möchte ich erwähnen, dass auch die Härte des Filaments eine Rolle spielt.

Die meisten Feeder sind federbelastet, daher hängt es von der Härte des Filaments ab, wie weit die Zähne des Antriebsrads eintauchen. Je tiefer sie eintauchen, desto kleiner wird der effektive Durchmesser des Antriebsrads.

Daher sind die E-Stufen / mm bei ABS (~ 100 Ufer D) und PLA (~ 83 Ufer D) nicht gleich .

Dies würde zu einem höheren Wert (von E-Schritten / mm) führen, der für PLA als für ABS erforderlich ist, im Gegensatz zu den im OP genannten Werten (EM von 0,9 für PLA / EM von 1,0 für ABS), wo der Extrusionsmultiplikator höher ist für ABS als für PLA.

Das ist eine Möglichkeit, es zu betrachten, denke ich. Ich denke, ein genauerer Weg ist es, es als "Ad-hoc-Kalibrierung" zu betrachten, bei der man erkennt, dass der Drucker nicht genug / zu viel extrudiert und die EM den Durchfluss so anpasst, dass die richtige Menge extrudiert wird.

Die zugrunde liegende Berechnung, zumindest die Hauptberechnung, wären die in der Firmware eingestellten Schritte / mm. Wenn es ausgeschaltet ist, besteht eine Lösung darin, herauszufinden, um wie viel es ausgeschaltet ist, und die EM darauf zu ändern. Die bessere Lösung besteht darin, die tatsächlichen Schritte / mm zu bestimmen und die Firmware zu flashen, damit die EM auf 1 eingestellt werden kann.

Um den Aspekt "Betrug oder nicht" direkt anzusprechen. Es gibt mehrere andere Parameter (Schritte / mm, nominaler Filamentdurchmesser), die einen direkten äquivalenten Einfluss auf das Endergebnis haben (wobei zumindest kleine Effekte 2. Ordnung wie die Rückzugsabstände ignoriert werden).

Als Purist könnten Sie argumentieren, dass diese alle in einem einzigen Kalibrierungsparameter im Slicer zusammengefasst werden könnten, und es ist eine Verschwendung, dem Benutzer die Auswahl der Unterschiede zu ermöglichen (dies ist jedoch kein sehr moderner UI-Ansatz). .

Der klarste Grund für die "Erlaubnis" der Verwendung eines Extrusionsmultiplikators ist der während eines Drucks ein Parameter ist, der häufig im laufenden Betrieb angepasst werden kann. Wenn Sie am Ende eine Kalibrierung im laufenden Betrieb durchführen müssen, ist es absolut sinnvoll, diesen Parameter von der Maschine auf den Slicer zu übertragen, anstatt die zusätzlichen Berechnungen zur Bestimmung eines neuen nominalen Filamentdurchmessers durchzuführen. Es wird wahrscheinlich einfacher sein, sich an eine bestimmte Spule zu erinnern, die 95% benötigt, anstatt 1,7nnn mm.

Der Extrusionsmultiplikator dient nur zum Ausgleich von Durchflussmengen. Ein Material wie PLA ist bei 190 bis 200 ° C sehr flüssig. Wenn Sie also etwas weniger als 100% extrudieren, werden die Pickel auf dem Druck verringert, die Toleranz geringfügig erhöht, die Bespannung verringert und das Risiko von Hitzeeinbruch verringert. Materialien wie ABS und Nylon sind bei Temperaturen nicht so flüssig, sodass sie während des Druckvorgangs keine Änderungen der Durchflussrate erfordern. Die Durchflussrate kann auch angepasst werden, um die ersten Schichten zu verbessern, obwohl zu viel "Elefantenfuß" oder zu viel Quetschen der ersten Schicht verursachen kann, ähnlich wie wenn Ihr Bett zu eng ausgerichtet ist.