前言

此頁面會針對幾項模型範例來做解說: 在進行之前如果還沒下載官方推薦的切片設定請到以下網址下載:

KISSlicer 主程式 + 設定檔 for ATOM2.0

文章首先先針對模型的擺放方式以避免懸空列印,由於大家很快就會接觸到這方面的情況,所以這個章節大家都應該多熟悉一下。再來我們會針對列印小物件時所容易造成的變形做分析並說明調整方法,這一章節會稍稍進階一些,建議大家都學好基礎並確定自己機器已經再三檢察組裝後再來進行此章節。第三小節我們整理一些心得到圖中,將不同的情況結合在一個手型模型,讓大家藉由這個範例,可以練習做更精準的切片軟體調整。
最後附上模型列印尺寸調整方法,讓大家可以將機器調教到更精準的狀態。(還是要先過機構檢查那關再來此章節喔!)

機構檢查連結


如何正確擺放列印件

下列檔案可以從官方網站下載,到支援區選擇下載 [ATOM列印測試檔] ,選取 cart.stl 檔案做設定練習。

下列幾項要素是3D列印是否能夠成功與完美列印的主要關鍵:

  1. 組裝的時候必須一步步的依照組裝說明書來組裝。
  2. 要用來列印的模型必須要做一下檢查,避免懸空、大角度或者極細的特徵,同時也要確認一下模型本身是否有破面或者不完整。
  3. 將物件旋轉到適合的列印角度,雖然 ATOM 2.0 可以列印很大的角度或者一定範圍內的懸空而不需要支撐,但是將物件旋轉到適當的角度減少懸空的部分,則可以大大增加列印的成功機率。在切片軟體中打開支撐列印也是個增加成功率的辦法,但是這樣會增加列印的時間,還會增加拆除支撐的時間,同時也增加PLA料的消耗,另外,拆除支撐的表面容易顯得粗糙,因此建議大家依循我們所教的方式,尋找適當的角度做列印,盡可能減少使用支撐列印。
  4. 調整適當的 KISSlicer 軟體(或其他切片軟體)參數,讓列印更順暢。左邊模型是一個蠻好的範例,我們藉由下面幾張圖可以讓大家學會如何找到適當的角度進行分析列印。

 

Fig. 1 列印的最佳角度                 Fig. 2 不是那麼適合列印的角度


Fig. 1 列印的最佳角度                 Fig. 2 不是那麼適合列印的角度

(圖1) 是最佳的列印角度,原因如下:

  • 比較圖 1 與圖 2 可以發現圖 1 提供更多的列印平面跟列印平台接觸,這樣會比圖 2 提供更穩固的列印基礎。
  • 圖 1 在列印角度上較小,與Z軸夾角約30度,反觀圖 2 與 Z 軸夾角約 60 度。通常 ATOM 2.0 在有開啟噴頭側吹風扇的情況之下,建議特徵與 Z 軸夾角超過60 度以上時,開啟支撐選項避免直接懸空列印。
  • 圖 1 在列印物品的重心比較低,也就會比較穩固,因此像是列印 90 度懸空的部分,會比較穩固;反觀圖 2 因為重心高,可能會因為種種原因而被移動或者傾斜。
     

 

如果用其他角度去列印,無論是哪一面,曲面都比上或下多,就需要開支撐列印了,這是我們比較不建議的,我們建議盡可能找到最多的平面與列印平台接觸,會提供一個比較穩固的列印基礎,雖然對於 ATOM 2.0 在測試列印時可以懸空列印到 80 度,但是比較圖 1 與圖 2 ,夾角 30 度還是比 60 度來得容易列印,因此還是盡可能挑選底面接觸多、與 Z 夾角角度較小的和重心低的角度來進行列印。

 

 

                           Fig. 3  Cart.stl 的剖面圖                                                       Fig. 4 前端尖角可能會因過熱產生翹曲


                           Fig. 3  Cart.stl 的剖面圖                                                       Fig. 4 前端尖角可能會因過熱產生翹曲

若不開支撐時印製如圖 4 的尖角處有可能因為剛擠出來的料還沒冷卻又因為下方沒有支撐可以拉住而產生微微翹曲的變形,我們可藉由在 KISSlicer 內的loop 增加圈數來改善薄的物件堆疊,將圈數增加至3圈到4圈以輔助其成型固定。或者設定 [ Fan / Cool ] 的側吹風扇速度,讓剛擠出來的料能夠以較快的速度進行冷卻硬化,這樣模型的細節也會比較明顯。

                            Fig. 5 過橋處的第一層                                                             Fig. 6 從上視圖來看過橋處的第一層


                            Fig. 5 過橋處的第一層                                                             Fig. 6 從上視圖來看過橋處的第一層

圖5 顯示為過橋的第一層,通常過橋的部分都會需要支撐,但是因為這個部分的過橋約 6mm 左右,距離較短且噴頭側吹風扇加速冷卻硬化,因此 ATOM 2.0 是可以輕易的列印而不需要支撐,過橋處的列印路徑如圖 6 所示。

小提醒:
列印前我們應該先預熱清除噴頭上沾黏的餘料( 可用紙巾或是焊錫用的壓縮海綿不要使用尼龍材質或是發泡材質),避免列印此類斜度比較陡結構比較薄的地方,因為沾黏的問題,導致翹曲變形。


小模型與細節列印

下列檔案可以從官方網站下載,到支援區選擇下載 [ATOM列印測試檔] ,選取 Eiffel_Tower_mini.STL檔案做設定練習。

此檔案為艾菲爾鐵塔的縮小模型(高 4.5cm、長寬 2cm),可用來練習如何切片較小且細節較多的模型。

 

  Fig. 1   列印範例:列印失敗 ( 左 ) vs 列印成功 ( 右 )

 

Fig. 1   列印範例:列印失敗 ( 左 ) vs 列印成功 ( 右 )

 

當列印較小且包含許多細節的物件,需要考量下列因素:

  1. 輔助模型冷卻的風
  2. 噴頭在每一層列印的時間
  3. 抹料功能是否會造成更多的熱堆積。
  4. 第一層與列印平台的接觸面積是否會過小。
  5. 3D模型是否有破面?


 

1. 輔助模型冷卻的風。                                               

當列印一個面積很小的一層時,噴頭的熱容易堆積在模型上面,可能導致翹曲,為了解決這個問題,可以啟動 ATOM 2.0 的側吹風扇,在列印時提供額外的輔助冷卻功能。          

 KISSlicer風扇功能介紹   
 

2. 噴頭在每一層列印的時間

設定側吹風扇功能去降低每一層的在列印時的溫度,同時也啟動[Prime Pillar] ,在列印的時候,除了列印鐵塔外,會在鐵塔的旁邊產生一個與鐵塔等高圓柱,讓噴頭有時間從鐵塔上移開,提供足夠的時間讓鐵塔冷卻硬化,同時確保 [ Min Layer ]的設定不要設太高,不然每一層列印的時間會過長導致熱堆積,設定 3 秒或更少, 這樣一來還可以減少列印所需的時間。
設定合理的列印速度,避免PLA來不及冷卻,此列印檔速度分別為

Loops: 25 [mm/s]                      
Solid: 25 [mm/s]
Sparse: 25 [mm/s]

Fig. 2  艾菲爾鐵塔模型切片 (包含開啟 [Raft] & [Prime Pillar])


Fig. 2  艾菲爾鐵塔模型切片 (包含開啟 [Raft] & [Prime Pillar])

3. 抹料功能是否會造成更多的熱堆積。

當列印小物件或小細節時,開啟 [ Wipe ]  功能可能造成列印翹曲,因此在列印小物件的時候關閉 [ Wipe ] 功能,如果模型又大又有很多細節,建議將 [ Min Jump ]  設一個較高的數值。

 

Fig. 3  成功列印的艾菲爾鐵塔


Fig. 3  成功列印的艾菲爾鐵塔

4.第一層與列印平台的接觸面積較小。

如果第一層的表面面積較小 (與列印平台接觸面積較小) ,建議可以開啟Support 欄位的 [ Brim ]  設定 5mm 或者更多,以增加接觸面積。另外要注意側吹風扇不要一開始列印就啟動,避免太快冷卻影響其附著於底板。
 

 

5. 3D模型是否有破面?

有時候從軟體轉檔出來的 STL 檔案可能會有破面,這樣切片出來的 gcode
印製出來的東西也會有破面,因此我們建議使用者轉檔完之後檢查一下 3D 模型,如果有需要修整模型的話,也可以使用Meshmixer 或者 Microsoft 3D
Model Repair Service 讓檔案修復到至少可以列印的狀態。

 

透過上述的流程練習如何切片,可以學到一些 3D 列印的參考技巧,雖然我們盡可能的將我們所知道的切片方式告訴使用者,但是 3D 列印的過程,本身需要一些時間去了解熟悉,也許第一次的列印無法馬上成功,但是透過經驗學習參數的調整,對於 3D 印表機肯定會更上手。


切片分析統整

以手掌模型為範例,看看你是否能想到切片時要考慮的要素呢 ?

Hand.png

Inspection 01 :

有空隙的列印件
啟用 [ Wipe ] 以及 [ De-String ] 兩選項來防止牽絲。同時確保 [ Trigger ] 和 [ Min Jump ] 設定一個較低的數值。 

 

Inspection 02 :

底面不平整的模型(未接觸列印平台):
可以看到底面試不平整的曲面且沒有接觸到列印平台,因此必須要先開啟 [ Support ] 功能,設定在 [ Support: Rough ] 的狀態,開啟 [ Support Z-Roof ] 底板與支撐功能以讓其有穩定的地基,請注意在設定此高度時,務必確保這個高度有支撐到物品。由於支撐通常長成薄片狀,因此需要開啟 [Raft Type]  的 [ Grid ] ,在物品底下長出一層,讓物見更緊密貼合列印平台。

 

Inspection 03 :

設定好合理的冷卻時間,並開啟側吹風扇輔助冷卻。

 

Inspection 04 :

整隻手可以用有內部填充 [ Infill ] 或空心 [ Hollow ] 進行列印。另外,建議勾選
[ Loops go from Inside to Perimeter ] 確保在印外圈的時候是由內而外印出來,這樣模型比較不會出現疙瘩。


Inspection 05 :

有大角度的特徵:
開啟側吹風扇使其能更快冷卻。


列印尺寸調整

下列檔案可以從官方網站下載,到支援區選擇下載 [ATOM列印測試檔] ,選取50x50 Vase.STL檔案做列印尺寸調整。
 

 

 

 

 

以開啟內部填充為 [ Vase ] 的狀態列印50x50 Vase.stl,或者直接使用列印測試檔中的 50x50 Vase.gcode 直接列印

 

 

 

 

 

50x50Vase-comparsion1.png

 

 

使用游標卡尺測量列印出來物品的長與寬,有下列兩點需要注意:
1. 比較一下列印出來物品跟3D模型的長度與寬度。
2. 列印出來的物品的長度與寬度應該是相同的。

 

 

3. 使用 Arduino 軟體開啟 [Marlin.ino] 檔案。
4. 點選 [configuration.h] 。
5. 搜尋 [DELTA_DIAGONAL_ROD] 。
6. 使用下列方程式更新 [DELTA_DIAGONAL_ROD] 的數值:

新數值 = 舊數值 x ( 列印出來的尺寸 / 3D模型的尺寸)
例: 新數值 = 224.24 x (48 / 50) = 215.2704

 

7. 儲存檔案並且透過USB將韌體上傳到 ATOM 2.0 的電路板上。


 

如果列印出來的長寬尺寸是不一樣的,表示組裝上不夠精確,建議檢查所有的組裝結構,確保鋁擠與三角連結之間沒有縫隙,確認球頭有鎖到底、滑台有鎖緊在滑塊上、皮帶的緊度一致以及滑軌有置中在 2040 鋁擠上。

 

機構檢查連結