Ce este perimetrul în imprimarea 3D și cum influențează rezistența modelului

Perimetrul este una dintre cele mai importante valori din slicer atunci când doriți o imprimare 3D mai rezistentă. Cu toate acestea, începătorii îl ignoră adesea și măresc mai întâi umplerea. În cazul imprimărilor FDM obișnuite, rezistența depinde în mare măsură chiar de pereții modelului. Perimetrele formează învelișul exterior, păstrează forma piesei, protejează umplerea și preiau o mare parte din sarcină la îndoire sau impact.

Vestea bună este că setarea perimetrelor nu este complicată. Trebuie doar să înțelegeți ce modificați exact în slicer, cum se leagă acest lucru de duză și când are sens să adăugați un perete suplimentar în locul unor procente suplimentare de umplere.

Ce înseamnă perimetrul

Perimetrul este o traiectorie închisă de extrudare de-a lungul conturului stratului. Când slicerul taie modelul în straturi, creează mai întâi liniile de contur exterioare și interioare. Aceste linii sunt așezate una lângă alta și formează împreună peretele modelului.

În diferite slicere puteți întâlni denumiri diferite:

• perimetre
• pereți
• wall loops
• wall line count
• shells
• grosimea peretelui

Principiul este același. Dacă setați 2 perimetre, slicerul va imprima în jurul conturului două linii de material alăturate. Dacă setați 4 perimetre, peretele va fi semnificativ mai gros, iar în interior va rămâne mai puțin spațiu pentru umplere.

În cazul unei duze obișnuite de 0,4 mm, lățimea extrudării este de aproximativ 0,4 până la 0,45 mm. Astfel, trei perimetre formează un perete de aproximativ 1,2 până la 1,35 mm. Valoarea exactă depinde de profilul imprimantei, material și setarea lățimii liniei.

De ce influențează atât de mult perimetrele rezistența

Imaginați-vă un tub gol. Chiar dacă nu este plin, poate fi foarte rezistent, deoarece materialul se află departe de centru și rezistă bine la îndoire. Multe piese imprimate 3D funcționează în mod similar. La îndoire, răsucire sau impact, lucrează în principal straturile exterioare ale modelului. Umplerea interioară ajută, dar o umplere densă nu aduce adesea o diferență la fel de mare ca un perete mai rezistent.

De aceea, o piesă cu 4 perimetre și 25% umplere poate fi mai practică decât una cu 2 perimetre și 60% umplere. Va avea margini mai rezistente, filete mai bune, colțuri mai durabile și adesea un timp de imprimare mai rezonabil. În același timp, se irosește mai puțin material în interiorul modelului, unde plasticul suplimentar poate să nu aducă o îmbunătățire proporțională.

Perimetrele ajută în special acolo unde piesa:

• susține un șurub, un filet sau o inserție
• are stâlpi sau bucle subțiri
• lucrează la îndoire, de exemplu un suport sau o consolă
• trebuie să fie impermeabilă sau etanșă la aer
• este manipulată frecvent și se lovește de obiectele din jur
• trebuie să aibă o suprafață curată, fără ca umplerea să fie vizibilă

Perimetrul nu este același lucru cu umplerea

Umplerea este structura interioară a modelului. Susține straturile superioare, reduce deformările și crește rezistența la compresiune. Perimetrele sunt, în schimb, un înveliș continuu de-a lungul conturului. Cele două setări colaborează, dar nu rezolvă aceeași problemă.

Când imprimarea se rupe într-un colț sau în dreptul unui orificiu pentru șurub, adesea nu este suficient să creșteți umplerea de la 20 la 50%. De obicei este mai bine să adăugați un perimetru, să măriți raza din model, să rotiți piesa pe suprafața de imprimare astfel încât straturile să nu fie solicitate la desprindere și abia apoi să ajustați umplerea.

În schimb, la o piesă masivă și voluminoasă, care este comprimată sau suportă presiune pe întreaga suprafață, densitatea umplerii poate avea un rol mai important. Prin urmare, setarea practică depinde întotdeauna de direcția solicitării.

Câte perimetre să setați

Nu există un număr universal, dar pentru o duză obișnuită de 0,4 mm puteți începe astfel:

Utilizarea modelului	Recomandare inițială	Notă
Decorațiuni, figurine, prototip de aspect	2 perimetre	Imprimare rapidă, consum redus, rezistența nu este obiectivul principal.
Piese practice obișnuite	3 perimetre	O bază bună pentru suporturi, cutii, carcase și piese pentru uz casnic.
Suporturi solicitate, piese de montaj, filete	4 până la 5 perimetre	Margini mai bune, orificii mai rezistente și o rezistență mai mare la îndoire.
Piese pentru șuruburi, inserții și utilizare repetată	5 până la 6 perimetre în zonele critice	Dacă slicerul permite, utilizați întărirea locală doar acolo unde este necesară.
Vaze și decorațiuni cu pereți subțiri	1 perimetru sau modul vază	Potrivite pentru aspect, nu pentru solicitări mecanice.

Pentru un suport de perete din PETG aș începe de obicei cu 4 perimetre, 25 până la 35% umplere și colțuri cu o rază mai mare. Pentru o cutie din PLA pentru electronice sunt adesea suficiente 3 perimetre și 15 până la 20% umplere. Pentru o figurină mică sau un test dimensional, 2 perimetre sunt de obicei suficiente.

Cum se leagă perimetrele de duză și de lățimea liniei

Numărul perimetrelor nu este suficient în sine. Importantă este și lățimea extrudării. O duză de 0,4 mm și 3 perimetre vor produce un perete diferit față de o duză de 0,6 mm și 3 perimetre. Cu o duză mai mare, același număr de perimetre poate fi semnificativ mai rezistent, deoarece fiecare linie este mai lată.

Calculul orientativ este simplu:

grosimea peretelui = numărul de perimetre × lățimea liniei

Când imprimați cu o lățime a liniei de 0,45 mm și setați 4 perimetre, peretele va avea aproximativ 1,8 mm. Dacă modelul conține un perete gros de doar 1 mm, patru perimetre nu vor încăpea fizic în el. Slicerul va folosi atunci mai puține linii, va ajusta lățimea extrudării sau va crea un compromis conform algoritmului său.

La piesele funcționale este, prin urmare, bine să vă gândiți la perimetre încă din etapa de proiectare a modelului. Dacă doriți să aveți 4 linii cu o lățime de 0,45 mm, proiectați un perete de cel puțin aproximativ 1,8 mm. Pentru 5 linii, calculați aproximativ 2,25 mm.

Când să adăugați un perimetru și când să creșteți umplerea

Adăugarea unui perimetru are sens atunci când se fisurează marginile, orificiile, cârligele, pereții subțiri sau colțurile. Ajută și atunci când modelul umplerii este vizibil pe suprafață, când piesa se deformează în jurul unui orificiu pentru șurub sau când aveți nevoie de o etanșeitate mai bună la apă.

Creșterea umplerii are sens atunci când piesa se turtește, suprafețele superioare se prăbușesc, modelul este mare și gol sau când aveți nevoie de o rezistență mai bună la compresiune. Pentru majoritatea pieselor obișnuite, este rezonabil să setați mai întâi 3 până la 4 perimetre și apoi să creșteți umplerea doar după necesități.

O greșeală frecventă este imprimarea tuturor pieselor cu umplere de 100%. O astfel de imprimare durează mult, este costisitoare, se poate deforma mai mult și nu este automat cea mai fiabilă. În plus, o piesă plină tolerează mai greu supraîncălzirile, răcirea necorespunzătoare sau tensiunile interne ale materialului.

Atenție la direcția straturilor

Perimetrele nu sunt o soluție miraculoasă dacă piesa este orientată greșit. Imprimarea FDM este de obicei cea mai slabă între straturi, deoarece acestea aderă între ele, dar nu sunt realizate dintr-o singură bucată de material. Dacă imprimați un suport astfel încât solicitarea să deschidă straturile, acesta se poate rupe chiar și cu un număr mare de perimetre.

La un cârlig, o consolă sau o pârghie, întrebați-vă întotdeauna: forța va trage straturile în direcții opuse sau va acționa în principal de-a lungul liniilor? Dacă este posibil, rotiți modelul astfel încât tracțiunea și îndoirea principale să urmeze cât mai mult fibrele continue de material. Adăugați rotunjiri colțurilor ascuțite, deoarece tocmai acolo începe adesea fisura.

Procedură practică pentru o piesă mai rezistentă

Începeți prin a determina unde va fi solicitat modelul. La un suport, acesta este de obicei locul din jurul șuruburilor și tranziția dintre bază și braț. La o cutie, sunt critice balamalele, elementele de fixare și colțurile. La o roată dințată sau o pârghie, zonele critice se află în jurul axului și al dinților.

Apoi setați slicerul astfel:

1. Setați 3 perimetre pentru o piesă obișnuită și 4 până la 5 pentru o piesă solicitată.
2. Lăsați mai întâi umplerea la aproximativ 20 până la 35%, în funcție de dimensiune și scop.
3. Folosiți un material potrivit. PLA este rigid, PETG suportă mai bine șocurile, iar ASA sau ABS fac față mai bine temperaturilor ridicate.
4. Verificați previzualizarea straturilor și asigurați-vă că în jurul orificiilor s-au format într-adevăr suficiente linii.
5. Dacă cedează un singur loc, întăriți modelul local în loc să creșteți umplerea pe întreaga piesă.

Întărirea locală este adesea cea mai bună soluție. În loc ca întreaga piesă să fie imprimată cu 6 perimetre, puteți adăuga material doar în jurul orificiilor, bazelor și cârligelor. Unele slicere acceptă modificatori care setează un număr diferit de pereți sau de umplere doar în zona selectată.

Rezumat

Perimetrul este linia de contur din care se formează peretele imprimării 3D. Mai multe perimetre înseamnă un înveliș mai gros, margini mai rezistente și adesea un raport mai bun între rezistență, greutate și timpul de imprimare. Pentru piesele obișnuite, începeți cu 3 perimetre, pentru piesele funcționale și solicitate folosiți 4 până la 5, iar umplerea creșteți-o doar în funcție de solicitarea concretă.

Cel mai bun rezultat nu este însă obținut printr-o singură valoare din slicer. Rezistența modelului este influențată de combinația dintre perimetre, umplere, material, temperatură, stratificare, orientarea pe suprafața de imprimare și proiectarea propriu-zisă a piesei. Dacă doriți o imprimare mai rezistentă, nu umpleți modelul orbește cu plastic. Mai întâi întăriți pereții și zonele critice, apoi ajustați restul.