Калибриране на динамиката на потока

Физика на течния полимерен поток и налягането в екструдера

Краси, при FDM 3D принтирането екструдерът подава твърд филамент в зоната на топене на хотенда, където той се втечнява и се изтласква през малкия отвор на дюзата. Разтопените полимери не са идеални флуиди – те са ненютонови виско-еластични флуиди, които се свиват и проявяват еластичност. Тази еластичност кара стопилката вътре в главата да се държи като механична пружина.

1.1 Феноменът на закъснението на налягането (Pressure Lag)

Когато принтиращата глава ускорява, за да направи линия, екструдерът избутва филамента навътре. Но поради еластичността на твърдия филамент, свиваемостта на стопилката и хидравличното съпротивление на дюзата, налягането в нея не се покачва мигновено. Обратно – когато главата намалява скоростта си в края на линията, остатъчното налягане продължава да избутва материал навън, дори ако моторът е спрял да се върти.

Без компенсация това закъснение в налягането причинява характерни дефекти:

• При ускорение: Дебитът изостава, което води до тънки и недоекструдирани начала на линиите.
• При спиране и ъгли: Налягането се разтоварва със закъснение, което води до удебелени и раздути ъгли и натрупване на топчета материал.

1.2 Математически модел на Pressure Advance (К-фактор)

За да компенсират това явление, модерните фърмуери (като Klipper и Bambu OS) използват алгоритъма Pressure Advance (известен още като Linear Advance). Този алгоритъм описва връзката между налягането в дюзата ($P$) и скоростта на екструдиране ($v$) като линейна зависимост.