Толщина стенки и диаметр сопла: как считать периметры

Короткий ответ

Сопло диаметром 0,6 мм не означает, что каждая линия всегда имеет ширину ровно 0,6 мм. Слайсер (программа подготовки модели к печати) задаёт ширину дорожки по профилю, типу линии и геометрии детали. Поэтому расхожее утверждение «толщина стенки обязана быть строго кратна диаметру сопла» неверно как жёсткий закон, это лишь грубый ориентир.

Рабочее правило простое: задавайте стенку числом периметров, а не миллиметрами, и проверяйте результат в предпросмотре слайсера перед печатью.

Как связаны сопло, ширина линии и стенка

Принтер кладёт пластик дорожками. Ширина одной такой дорожки называется ширина линии (англ. line width - ширина выдавленной полоски пластика). За стартовую точку слайсеры берут ширину, равную диаметру сопла или чуть больше: в Cura по умолчанию ровно диаметр сопла, в заводских профилях Bambu Lab для сопла 0,4 это 0,42-0,45 мм, а автор блога Prusa советует около 110 % диаметра. Для сопла 0,6 дорожка получается около 0,6-0,66 мм.

Стенка детали набирается из этих дорожек, уложенных рядом: периметр (англ. perimeter - контур слоя) за периметром. Два периметра дают стенку примерно в две ширины линии, три в три, и так далее. Соседние дорожки немного заходят друг на друга, поэтому реальная стенка чуть тоньше суммы ширин. Например, в модели сечения PrusaSlicer при линии 0,45 мм и слое 0,2 мм соседние линии стоят с шагом около 0,41 мм.

Поправка, из-за которой старое правило «строго кратно соплу» устарело, - генератор периметров Arachne (механизм переменной ширины линии). Он плавно меняет ширину дорожек, чтобы аккуратно заполнить нестандартную толщину стенки и тонкие места модели. По умолчанию Arachne включён в PrusaSlicer с версии 2.5, в Cura с версии 5.0 и в базовых настройках OrcaSlicer. Но заводские профили Bambu Lab и в OrcaSlicer, и в Bambu Studio ставят классический генератор: он держит постоянную ширину линии, а узкие места заполняет отдельной заливкой щелей. В OrcaSlicer это видно на вкладке «Вид» (Quality) в группе «Генератор периметров» (Wall generator): «Классический» или Arachne.

С Arachne стенку в 1,5 мм соплом 0,6 напечатать реально: слайсер сам подгонит ширину линий. Но чем сильнее он растягивает или сжимает дорожки от нормы, тем выше риск щелей внутри стенки или наплыва на поверхности. Отсюда и практический совет ниже.

Почему число периметров надёжнее миллиметров

В OrcaSlicer, Bambu Studio и PrusaSlicer поля толщины стенки в миллиметрах нет вовсе, есть только число периметров:

OrcaSlicer: вкладка «Прочность» (Strength), группа «Периметры» (Walls), поле «Периметры» (Wall loops), по умолчанию 2;
PrusaSlicer: Print Settings → Layers and perimeters → Perimeters;
Cura: оба поля сразу, толщина стенки (Wall Thickness, по умолчанию 0,8 мм) и число линий стенки (Wall Line Count).

Когда Вы задаёте число периметров, слайсер кладёт нужное количество дорожек своей рабочей шириной. Результат предсказуем и переносится между машинами: три периметра остаются тремя периметрами. Поменяли сопло с 0,6 на 0,4, и те же три периметра пересчитаются автоматически, только стенка станет тоньше.

Когда Вы задаёте толщину в мм в Cura, программа делит её на ширину линии и округляет до целого числа линий. Поэтому стенка на печати может оказаться не той толщины, что Вы вписали: например, 0,9 мм при линии 0,4 мм превратятся в две линии, то есть около 0,8 мм.

Рабочее правило: в настройках печати задавайте число периметров, а не толщину в мм. Так профиль печати воспроизводится один в один на любой машине фермы, и расход пластика по детали считается честно.

Ориентир: сколько дают периметры

Точную толщину всегда смотрите в предпросмотре, но для быстрой прикидки держите под рукой эту таблицу. Она показывает приблизительную толщину, если ширину линии оставить равной диаметру сопла. Слайсер может сделать линию чуть шире или подогнать её под геометрию, а перекрытие соседних линий делает стенку немного тоньше.

Сопло	1 периметр	2 периметра	3 периметра	4 периметра	5 периметров
0,4 мм	~0,4 мм	~0,8 мм	~1,2 мм	~1,6 мм	~2,0 мм
0,6 мм	~0,6 мм	~1,2 мм	~1,8 мм	~2,4 мм	~3,0 мм
0,8 мм	~0,8 мм	~1,6 мм	~2,4 мм	~3,2 мм	~4,0 мм

Заводская отправная точка - два периметра: столько стоит по умолчанию в OrcaSlicer и в профилях Bambu Lab, а стенка Cura 0,8 мм при сопле 0,4 - это тоже две линии. Для нагруженных деталей число периметров увеличивают и проверяют образцом.

Порядок

Выберите физически установленное сопло.
Начните с проверенного профиля принтера.
Задайте число периметров по нагрузке и размеру детали.
Нарежьте модель и проверьте фактическую ширину линий в предпросмотре.
Найдите щели, слишком тонкие участки и изменение числа линий.
Подтвердите размер и прочность тестовой деталью.

Больше периметров не гарантирует пропорциональный рост прочности: ориентация детали, сцепление слоёв, углы и характер нагрузки важны не меньше.

Сопло 0,6 против 0,4: когда оно выигрывает

Переход на 0,6 мм - это не «то же самое, только толще линия». Меняется сам характер печати.

Что выигрываете с 0,6:

Скорость. Дорожка шире, а слой можно сделать выше, поэтому проходов меньше. По оценке Prusa, сопло 0,6 печатает до двух раз быстрее, чем 0,4. В её примере стенка из двух периметров соплом 0,6 заменила три периметра соплом 0,4 и сократила печать лампы почти на 9 часов.
Прочность. В ударном тесте Prusa образцы из сопла 0,6 поглотили до 25,6 % больше энергии, чем из сопла 0,4.
Меньше засоров. По данным Bambu Lab, с ростом диаметра риск засора падает, а для пластиков с волокном (PA-CF, PETG-CF, с короткими углеродными волокнами для жёсткости) Bambu Lab советует диаметр больше 0,4 и сопло из закалённой стали.

Что теряете:

Детализация. Дорожка 0,6 мм грубее. Мелкий текст, тонкая гравировка и острые рёбра смажутся.
Тонкие места модели. Элемент уже одной ширины линии слайсер может пропустить совсем. Что он сделает с тонким местом, зависит от генератора и настроек: в Cura, например, минимальная ширина линии стенки по умолчанию 85 % диаметра сопла.

Поэтому сопло 0,6 хорошо подходит для функциональных деталей: корпуса приборов, монтажные кронштейны, держатели, проставки, прототипы под проверку посадки. Под миниатюры, мастер-модели и детали с мелким текстом лучше работает сопло 0,4 или 0,2. Подробнее обо всех диаметрах и о том, успеет ли хотенд расплавить пластик для широкого сопла, в статье Диаметр сопла 3D-принтера: на что влияет и как выбрать.

Минимальная стенка модели

Стенка в один периметр - это одна-единственная дорожка пластика. Она хрупкая, легко ломается при снятии со стола и при боковой нагрузке. Даже если Arachne сумеет её проложить, прочной такая стенка не будет.

Ориентир - те же заводские два периметра: около 0,8 мм для сопла 0,4 и около 1,2 мм для сопла 0,6. Если в файле клиента стенки тоньше, у Вас три выхода: утолстить их в редакторе, поставить сопло поменьше или заранее предупредить заказчика, что тонкие места могут не пропечататься.

Когда моделируете деталь сами, закладывайте толщину стенки под целое число периметров. Удобный ориентир - кратные диаметру сопла: 0,8, 1,2 или 1,6 мм для сопла 0,4 и 1,2, 1,8 или 2,4 мм для сопла 0,6. Точной кратности ширине линии это не даёт: в профиле линия бывает чуть шире сопла (у Bambu Lab для сопла 0,4 это 0,42-0,45 мм), а соседние линии немного перекрываются. Поэтому после нарезки посмотрите в предпросмотре, сколько периметров слайсер уложил в стенку и не осталось ли щели между ними.

Короткий чек-лист

Ширина линии не строго равна соплу: слайсер ставит её равной диаметру или чуть шире.
Задавайте стенку числом периметров, а не толщиной в мм.
Толщину в таблице считайте приближением и сверяйте в предпросмотре.
Проверьте, какой генератор периметров стоит в профиле: Arachne или классический.
Стенка модели - не тоньше двух периметров.
Мелкий текст и детализация - не для 0,6, ставьте 0,4 или 0,2.

Частые вопросы

Как в OrcaSlicer утолщить стенки?

Откройте в настройках процесса вкладку «Прочность» (Strength), группу «Периметры» (Walls) и увеличьте поле «Периметры» (Wall loops), например с 2 до 3 или 4. Каждый новый периметр добавляет к стенке примерно одну ширину линии. Поля толщины в миллиметрах в OrcaSlicer нет.

Должна ли толщина стенки быть кратна диаметру сопла?

Строго нет. Кратность диаметру - удобный ориентир при моделировании, но слайсер кладёт линии своей шириной, чуть больше диаметра сопла, а генератор Arachne (переменная ширина линии) подгоняет ширину под нестандартную стенку. Проверять результат нужно в предпросмотре.

Какая ширина линии у сопла 0,8?

Слайсеры берут ширину, равную диаметру сопла или чуть больше. В Cura по умолчанию ширина линии равна диаметру сопла, то есть 0,8 мм. В профилях Bambu Lab для сопла 0,8 в OrcaSlicer 2.4.2 - 0,82 мм. Bambu Lab советует без необходимости не менять ширину линии, а если менять, то в пределах от 0,75 до 1,5 диаметра сопла: для сопла 0,8 это 0,6-1,2 мм.

Что значит «Слишком маленькая ширина линии» в OrcaSlicer?

В OrcaSlicer 2.4.2 это сообщение появляется, когда заданная ширина какой-то линии меньше высоты слоя или равна ей: такую дорожку сопло не может нормально прижать. Увеличьте ширину линии или уменьшите высоту слоя. Обратная ошибка, «Слишком большая ширина линии», появляется, если ширина больше пяти диаметров сопла. Отдельно программа не даст поставить слой выше диаметра сопла.