Pillowing چیست؟ مشکل لایه بالایی در چاپ FDM و راه‌حل آن

دستیابی به سطح بالایی صاف در چاپ FDM، به‌ویژه در قطعات با دیواره‌های نازک یا سطوح صاف بزرگ، گاهی چالش‌برانگیز است. سوراخ‌های کوچک، فرورفتگی‌ها یا بافت موج‌داری که در قسمت بالای قطعه ایجاد می‌شود — که به آن pillowing (بالشتکی شدن) گفته می‌شود — Pillowing چیست و چرا رخ می‌دهد؟ این مشکل معمولاً از تعداد ناکافی لایه‌های بالایی یا ناهماهنگی بین پرکننده (infill) و سطح بالایی ناشی می‌شود. در این مقاله علل مشکل Pillowing و نحوه پیشگیری از آن با تنظیمات صحیح لایه را گام‌به‌گام توضیح می‌دهیم.

Pillowing (بالشتکی شدن) چیست؟

Pillowing یک نمای گودال‌دار و موج‌دار است که در بالاترین سطح قطعه با نمایان شدن ردپای الگوی پرکننده ایجاد می‌شود. هنگامی که لایه(های) بالایی نمی‌توانند شکاف‌های پرکننده زیرین را بپوشانند، فیلامنت مذاب در این شکاف‌ها فرو می‌رود و به جای یک سطح صاف، نقاط فرورفته ایجاد می‌کند. این وضعیت به‌ویژه در سطوح صاف بزرگ، درصدهای پرکننده پایین و تعداد ناکافی لایه‌های بالایی مشهود است.

چرا تعداد لایه‌های بالایی حیاتی است؟

تنظیم لایه بالایی (top layers) در نرم‌افزار اسلایسر تعیین می‌کند که بالاترین قسمت قطعه شما با چه ضخامتی به صورت پیوسته و پر چاپ شود. برای مثال، در ارتفاع لایه 0,2 mm، 4 لایه بالایی به معنای سقفی کاملاً پر با ضخامت حدود 0,8 mm است. تعداد ناکافی لایه‌های بالایی به مشکلات زیر منجر می‌شود:

• Pillowing: شکاف‌های پرکننده از بالا نمایان می‌شوند و سطح موج‌دار می‌شود.
• سوراخ‌های سطحی: به‌ویژه در الگوهای پرکننده باز مانند gyroid یا honeycomb، مذاب در شکاف‌ها فرو می‌رود.
• کاهش استحکام: سطح بالایی نازک ممکن است تحت فشار فرو بریزد یا ترک بخورد.

چگونه تعداد صحیح لایه‌های بالایی را تعیین کنیم؟

تعداد ایده‌آل لایه‌های بالایی به ارتفاع لایه، درصد پرکننده و قطر نازل شما بستگی دارد. یک قانون عملی: ضخامت کل لایه‌های بالایی باید حداقل دو برابر قطر نازل باشد. برای نازل 0,4 mm، این یعنی ضخامت سطح بالایی حدود 0,8 mm. مقادیر پیشنهادی بر اساس ارتفاع لایه:

• ارتفاع لایه 0,12 mm: 6-8 لایه بالایی (0,72-0,96 mm)
• ارتفاع لایه 0,20 mm: 4-5 لایه بالایی (0,80-1,00 mm)
• ارتفاع لایه 0,28 mm: 3-4 لایه بالایی (0,84-1,12 mm)

اگر درصد پرکننده زیر 15% باشد، افزایش یک عددی لایه‌های بالایی معمولاً از Pillowing جلوگیری می‌کند. همچنین الگوی پرکننده نیز مهم است: الگوهای سه‌بعدی مانند gyroid در مقایسه با الگوهای مسطح مانند grid یا triangles، پشتیبانی بهتری از سطح بالایی ارائه می‌دهند.

نکات اضافی برای جلوگیری از Pillowing

• درصد پرکننده را افزایش دهید: پرکننده 15-20% کیفیت سطح بالایی را برای اکثر قطعات به طور محسوسی بهبود می‌بخشد. بدون نیاز به چاپ کاملاً پر، Pillowing تا حد زیادی برطرف می‌شود.
• تعداد لایه‌های پایینی را نیز بررسی کنید: با منطق مشابه، لایه‌های پایینی نیز برای جلوگیری از جدا شدن از بستر و کیفیت سطح باید حداقل 3-4 باشند.
• فن خنک‌کننده را بهینه کنید: افزایش سرعت فن در لایه‌های بالایی باعث می‌شود مذاب سریع‌تر سفت شود و کمتر در شکاف‌ها فرو رود. برای PLA محدوده 80-100% و برای PETG محدوده 40-60% ایده‌آل است.
• ویژگی Ironing را امتحان کنید: تنظیم Ironing در اسلایسر شما، با صاف کردن ملایم لایه بالایی توسط نازل داغ، سطح را شیشه‌ای و صاف می‌کند. اگرچه زمان چاپ را کمی افزایش می‌دهد، اما روشی مؤثر برای کیفیت ظاهری است.

با تعداد صحیح لایه‌های بالایی و تنظیمات اسلایسینگ می‌توانید در چاپ‌های FDM خود سطوحی با کیفیت کارخانه‌ای داشته باشید. اگر در قطعه خود مشکل Pillowing را تجربه می‌کنید، ابتدا افزایش تعداد لایه‌های بالایی و بررسی درصد پرکننده را امتحان کنید. برای دریافت نتیجه حرفه‌ای یا مشاهده هزینه چاپ خود از قبل، می‌توانید قیمت فوری خود را محاسبه کنید و برای تولید با مناسب‌ترین تنظیمات برای پروژه خود از خدمات چاپ سه‌بعدی ما بهره‌مند شوید. برای اطلاعات بیشتر در مورد تنظیمات اسلایسینگ، می‌توانید به راهنمای درصد پرکننده (infill) ما نیز مراجعه کنید.