เทคนิค NeoSanding ใน Cura ปรับให้ผิวชิ้นงานเนียนสวย ไม่เป็นลายเส้น (ระดับความชำนาญ: สูง)

Septillion WebmasterUltimaker, ข่าวสาร

บทความนี้ เรารวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเทคนิคการทำ Neo Sanding จากผู้ใช้เครื่อง Ultimaker ในต่างประเทศให้ได้ทดลองหัดพิมพ์กัน โดยผู้แบ่งปันเทคนิคนี้ คุณ Neotko กล่าวว่า หัวใจหลักของเทคนิคนี้ คือ ความเร็วของการพิมพ์ต่อชั้นเลเยอร์

การทำ Neo Sanding ในซอฟท์แวร์ Cura เป็นการทำให้พื้นผิวของชิ้นงานเรียบเนียน สวย ไม่เห็นเป็นเส้น โดยในซอฟท์แวร์ Cura จะมีฟีตเจอร์นึงที่เรียกว่า Neosanding 1.0 หรือชื่อที่รู้จักกันว่า Ironing ซึ่งคุณ Neotko กล่าวว่า เมื่อใช้หัวฉีดขนาด 0.4 พิมพ์ และปรับการตั้งค่าหัวฉีดหลอกเครื่องแทน ตัวอย่างเช่น หัวฉีดขนาด 0.1 เปลี่ยนในโปรไฟล์ Cura เป็นขนาด 0.24 แทน การตั้งค่าแบบนี้จะทำให้การเดินทางของหัวฉีดจะ ‘ชน’ กับชิ้นงานเพียงครึ่งนึงจากส่วนแหลม ๆ ของหัวฉีด ทำให้ขณะพิมพ์จึงเป็นการพิมพ์แบบขูด หรือ ‘sanding’ ชิ้นงาน

เทคนิคการทำ Neo Sanding นั้นมีข้อดีที่เห็นได้ชัดคือ Top layer ดูเนียน สวยมากขึ้น เนื่องจากเราใช้การพิมพ์เส้นให้บางลงเพื่อช่วยซ่อนเส้นได้ดีขึ้น ถึงจะเป็นอย่างนั้น สำหรับการปรับโปรไฟล์ Cura ให้หัวฉีดเป็นขนาด 0.24 นั้นหมายถึงหัวฉีดจะเดินทางเพื่อพิมพ์ไปที่เดิม ๆ เท่า ๆ กับขนาดหัวพิมพ์ 0.4 มม. นั่นคือเหตุผลว่าทำไม Neotko ถึงตั้งค่าความเร็วในการพิมพ์ให้เกือบเป็นสองเท่าของความเร็วการพิมพ์จริง การทำเช่นนี้จะลดคุณภาพการพิมพ์ชิ้นงานลง แต่เพราะว่า เรากำลังทำการ ‘sanding’ กับชิ้นงาน การพิมพ์ด้วยหัวพิมพ์ที่มีขนาดบางมากกว่า จะให้ผลลัพธ์ที่ดีมาก

ตามรูปด้านล่าง เป็นชิ้นงานแบบปิดที่พิมพ์ด้วย 55 มม./วินาที นั่นคือการพิมพ์ด้วยหัวพิมพ์ 0.24 สำหรับ ‘sanding 2.0’ และตั้งค่าในโปรไฟล์ที่ 100 มม./วินาที (สำหรับส่วนของ toplayers)

ตามรูป จะเห็นว่าผลลัพธ์ของชิ้นงานดูซอฟท์กว่า sanding 1.0 แต่ ห้ามลืมว่า มุมองศาที่ตั้่งค่าตามภาพเป็นการตั้งค่าที่ไม่ดีมาก แต่ถึงอย่างนั้นผลลัพธ์ของชิ้นงานที่ได้นั้นผิวเรียบเนียนกว่า และเนื้อชิ้นงานด้าน สวย ข้อดีของการพิมพ์แบบ ‘sanding 2.0’ แน่นอนคือ ไม่ใช้เวลาในการพิมพ์นาน

สำหรับขั้นตอนที่เครื่องทำการ ‘Sanding’ จะเป็นการ “sand” top layer ด้วยหัวฉีด ลายเส้นที่ถูกฉีดจะออกไป ทำให้ชิ้นงานดูเป็นธรรมชาติมากขึ้นมาก (จนถึงตอนนี้ทดลองแค่กับเส้นชนิด PLA ชนิดเดียวเท่านั้น) และการพิมพ์ด้วยเส้น PLA นั้นให้พื้นผิวที่ด้าน หรือเราก็สามารถทำให้มีความวาวได้โดยให้เราลองเล่นที่ อุณหภูมิและความเร็ว หรือปัจจัยอื่น ๆ ดู

ตอนนี้ เรามาเข้าสู่การพิมพ์ด้วยเทคนิค ‘Neo Sanding’ กัน  

สิ่งที่คุณต้องเตรียมก่อนทดลองเทคนิคนี้

  • S3D
  • ความรู้และเข้าใจอย่างดีว่า S3D ทำงานอย่างไร
  • ความรู้เรื่อง S3D ระดับสูงว่า S3D ทำงานอย่างไร

ถ้าอ่านดูแล้ว ยัง งง ๆ ว่าอะไรคือ S3D ลอง ดาวน์โหลด ไฟล์นี้ จาก youmagine เป็นไฟล์ตัวอย่างเพื่อลองพิมพ์ใน FFF S3D (Factory ไฟล์และ Cube Test) Neosanding

คำเตือน จุดเริ่มและจุดจบของ Gcode ที่ปรากฎอยู่ในไฟล์ด้านบนอิงจากเครื่องพิมพ์ของคนออกแบบไฟล์นี้เท่านั้น หากคุณจะพิมพ์จากเครื่องพิมพ์ของคุณให้เปลี่ยนจุดเริ่มและจุดจบ Gcode ก่อนเพราะไม่เช่นนั้นหัวพิมพ์จะบดกับตัวล็อคแผ่นรองพิมพ์อย่างแน่นอน และขนาดของเส้นพลาสติกตั้งค่าจากการตั้งค่าพื้นฐาน ทุกอย่างถูกปรับให้อิงจากเครื่องพิมพ์ของผู้ออกแบบเท่านั้น คือ เครื่อง Ultimaker Original+ หัวพิมพ์ 1.75 มม. FatIRobertl Bondtech, หัวพิมพ์เครื่อง UM2+ กับพัดลมแต่งเอง ด้วยเหตุนี้ก่อนที่คุณจะพิมพ์ คุณต้องปรับการตั้งค่าของทุกส่วนใหม่ก่อน

ข้อสงวนสิทธิในการใช้งาน: ผู้ออกแบบไฟล์งานนี้ตั้งใจเปิดเผยเทคนิคนี้เพื่อให้ผู้ใช้ที่เพิ่งเริ่มต้นเข้าใจถึงคอนเซปต์พื้นฐาน กรุณาตั้งใจอ่านก่อนเริ่มทำการพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ FFF ของคุณ

ขั้นตอนพื้นฐานที่ทำให้ทริคหรือเทคนิคนี้สมบูรณ์ มีดังนี้

  • ตั้งค่า reprint ที่ความสูงของชิ้นงานเป็นแบบ top layer เท่านั้น
  • ปรับการตั้งค่า เพื่อไม่ให้เส้นฉีดออกมา ให้ใช้หัวฉีดขนาด 0.25 หรือระหว่าง 0.25 – 0.35 มม. ทริคนี้เพื่อให้พื้นที่หัวฉีดฉีดย้ำที่เดิมซ้ำ ๆ ช่วยให้การทำ sanding ดีขึ้นทำให้ได้ผิวชิ้นงานที่เนียนสวยขึ้น
  • ปรับความเร็วเพื่อให้พิมพ์เร็ว จากผลลัพธ์ที่ดีที่สุดตอนนี้อยู่ที่ 100 มม./วินาที (สำหรับความเร็วที่ 150 มม./วินาที และที่ 70 มม./วินาที ถือเป็นความเร็วที่น้อยไปและอาจส่งผลต่อพื้นผิวของชิ้นงานได้)
  • ต้องแกะเลเยอร์ชั้นบนและล่างออกเสมอ ตั้ง infill เป็น 100% และลองเล่นกับมุมองศาของ infill
  • มุมองศาของ infill ต้องปรากฎตรงกันข้ามกับมุมของชิ้นงานจริงด้านบน
  • อัตราการฉีดของเทคนิคการ sanding จะต้องอยู่ที่ 0 หรือ 0.02 เนื่องจากนั่นเป็นอัตราที่น้อยที่สุดที่ s3d ทำได้

มาเปิด Cura และลองทำตาม ๆ กัน ดังขั้นตอนต่อไปนี้

เมื่อเข้าไปที่ขั้นตอนการพิมพ์แบบทั่วไป และ Gcode จำลองการเคลื่อนไหวของหัวพิมพ์ส่วน toplayer หลังจากที่ทำการ ‘sanding’ top layer แล้ว สิ่งที่คุณทำต้องต่อไปนี้ คือ

  1. Copy/ Paste ขั้นตอนทั้งหมด (การคัดลอกขั้นตอนนี้เพื่อให้ข้อมูลทั้งหมดไปอยู่ที่ตำแหน่ง ‘สุดท้าย’
  2. Remove ขั้นตอนที่คัดลอกออก ใช้วิธีนี้เรียงขั้นตอนใหม่โดยการหมุนขึ้น/ลง ตามต้องการ (ขั้นตอนนี้เพื่อสร้าง S3D Effect ตามที่คุณต้องการ และขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนหลังจากพิมพ์ top layer แล้ว

มีอีกวิธีนึงที่ทำให้ S3D ทำขั้นตอนการ ‘sanding’ ทำได้ง่ายกว่าหลังจากทดลองพิมพ์จริงแล้ว

เมื่ิอพิมพ์จริงและใช้ความสูงของขั้นเลเยอร์ที่ 0.2000 จะทำให้ขั้นตอนการ ‘sanding’ พิมพ์ความสูงของชั้นเลเยอร์ที่ 0.2001

รูปด้านล่างเป็นรูปที่แสดงถึงการควบคุมที่ดี

จะเห็นได้ว่า การ ‘sanding’ ก่อนพิมพ์ชิ้นงานจริงนั้นมันไม่ได้เป็นไปตามที่ตั้งใจ จริง ๆ แล้วเราไม่จำเป็นต้อง group รวมกันแต่น่าแปลกที่ เราสามารถวางรวมกันได้ บางครั้งขั้นตอนการ ‘sanding’ อาจจะไม่ได้ดูเนียนสวยแบบนี้ตามภาพ แต่เกิน 99% ขั้นตอนการ ‘sanding’ จะต้องเสร็จก่อนการพิมพ์ออกมาจริง

ตามภาพด้านบน จะเห็นได้ว่า หัวพิมพ์จะถูกตั้งอยู่ที่ 0.02 และความกว้างของหัวพิมพ์อยู่ที่ 0.25 การตั้งค่าแบบนี้เพื่อต้องการทำ ‘sanding’ มากขึ้นและลด retractions สำหรับระบบแบบนี้ (อย่างเช่น  2.85 มม. หรืออาจสูงจะอุณหภูมิสูงกว่านั้น การตั้งค่าแบบนี้จะดีเมื่อเราทำการ retraction

ขั้นตอนการ ‘sanding’ สามารถทำได้หรือไม่ได้นั้น ขึ้นอยู่กับมุมองศาของเลเยอร์ชั้นบน เนื่องจากชิ้นงานจะไม่มี ‘top layer’ หรือ ‘bottom layer’ ดังนั้นเทคนิค ‘sanding’ จะสำเร็จได้ขึ้นอยู่กับองศาของ infill

ข้อควรจำ ชิ้นงานนั้นจะต้องตั้งค่า infill เป็น 100% และห้ามมี ‘toplayer’ หรือ ‘bottom’

S3D 2.0 แบบเก่าสามารถเปลี่ยนมุมองศาของ top/bottom ได้แต่เวอร์ชั่น 3.x ไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ ซึ่งนี่คือวิธีที่เราจะทริคเครื่องนั่นเอง

หากสังเกต จะเห็นว่า ในการตั้งค่าไม่มีช่อง ‘perimeters’  ให้ เพราะฉะนั้นให้ไปที่ ‘outline overlap’ และเพิ่มอย่างน้อย 60-70% ซึ่งโดยส่วยมากแล้วจะพิมพ์สำเร็จ แต่อาจจะทิ้งร่องรอยเล็กน้อยบนเส้นรอบวงหรือขอบของชิ้นงานบ้าง หากคุณตั้งค่า ‘perimeters’ ให้น้อยกว่า 40 หรือราว ๆ นี้ขอบของชิ้นงานจะสะอาดขึ้น การตั้งค่าที่ดีคือตั้งค่าให้เลยพื้นที่ปกติ แต่ห้ามเยอะเกินไป ลองเล่นไปเรื่อย ๆ ชิ้นงานบางอย่างต้องการการปรับเปลี่ยนใหม่ไปเรื่อย ๆ

สิ่งสำคัญที่สุด ขั้นตอนการทำ ‘sanding’ เราจะต้องเลือกว่าจะแก้ตรงส่วนไหน ไม่เช่นนั้นชิ้นงานจะเต็มมาก ถึงอย่างนั้น การตั้งค่านี้ก็ทำได้เช่นกัน แต่การพิมพ์ชิ้นงานของคุณช้ามาก และยังสร้างช่องว่างของชิ้นงานในบางพื้นที่ของชิ้นงานอีกด้วย

ทดสอบว่าการตั้งค่าใช้ได้ไหม

สำหรับการตั้งค่าหัวฉีดในโปรไฟล์ Cura ให้เป็นขนาด 0.24 กับขนาดของหัวฉีดจริง 0.4 มม. เป็นขนาดที่ Neotko สามารถปรับลงได้มากสุดแล้วสำหรับการพิมพ์ที่ไม่เกิดปัญหาฉีดเส้นเกิน แต่ถึงอย่างนั้น ถ้าเราให้หัวฉีดสามารถพิมพ์ผ่าน ๆ  ได้มากขึ้นกว่านี้ เครื่องจะทำการ ‘sand’ ได้มากยิ่งขึ้น เพราะฉะนั้นให้ทดสอบด้วยหัวฉีดขนาด 0.4 มม. แต่ปรับโปรไฟล์หัวฉีดให้เป็นขนาด 0.1 มม.

**ให้จำเสมอว่าตัวเลขที่พูดถึงอยู่ตลอดเวลานี้ เราหมายถึงความกว้างของหัวพิมพ์ (extrusion width) ไม่ใช่ความสูงของชั้นเลเยอร์

สำหรับการตั้งค่าให้เป็น 0.1 จะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีมาก อย่างไรก็ดี เรายังสามารถปรับส่วนอื่น ๆ หรือลองเล่นส่วนอื่น ๆ เพื่อผลลัพธ์ที่ดีได้อีก อย่างเช่น ปรับในส่วนของเส้นรอบวง (perimeter) เพื่อให้พิมพ์ที่ 0.4 แทนที่จะเป็น 0.1 เป็นต้น