V nových verzích PrusaSliceru najdete většinou buď zcela nové funkce, nebo menší vylepšení těch stávajících. Tentokrát jsme však udělali jednu zásadní změnu v samotném principu slicování. Vývoj takto drastických změn vyžaduje mnoho času a úsilí. Naštěstí v tom nejsme sami! Chceme poděkovat celé open-source komunitě, jmenovitě týmu Ultimaker Cura pod vedením Jaime van Kessela, protože dvě hlavní funkce v této verzi byly původně vyvinuty jimi, a Open CASCADE za knihovnu na podporu STEP souborů. Změny v PrusaSliceru 2.5 ukazují sílu open-source vývoje.

Než se hlouběji pustíme do jednotlivých změn, tady je přehled všech nových funkcí:

• Nový generátor perimetrů Arachne
• Podpora souborů ve formátu STEP
• Vzor výplně Lightning
• Vylepšené umisťování švů na základě viditelnosti
• Vyrovnávač tlaku (Pressure equalizer)
• Nové profily tiskáren a materiálů
• Mnoho oprav chyb a menších vylepšení

Generátor perimetrů Arachne

Strategie, kterou PrusaSlicer doposud používal při generování perimetrů, spočívala v odsazení obrysu objektu konstantní šířkou. To v různých případech způsobovalo problémy, zejména při tisku tenkých stěn, textu nebo loga. Vývojáři programu Cura nedávno implementovali novou strategii nazvanou Arachne, která vychází z akademické práce [Kuipers et al., 2020]. Generátor perimetrů Arachne vytváří obvodové smyčky a výplně mezer s proměnlivou šířkou extruze. Jednoduše řečeno, automaticky vytváří perimetry širší nebo užší podle potřeby. To je zásadní změna! Dříve bylo téměř nemožné vytvořit stěnu, která by přesně odpovídala 2 perimtrům. A teď? Pokud je tloušťka stěny dostatečně blízko 2 perimetrům, PrusaSlicer automaticky upraví jejich šířku, aby se tam přesně vešly. 

Tento nový přístup vytváří hezčí výtisky s menším množstvím tiskových chyb. Výrazně ubylo tzv. Gap fillu, výplně tenkých mezer mezi perimetry, což má za následek i zkrácení doby tisku. 

Původní generátor perimetrů v PrusaSliceru 2.4.2 vs Arachne v PrusaSliceru 2.5

Jednou z oblastí, kde generátor obvodů Arachne skutečně září, je tisk textů nebo malých log. Kreslení písma s konstantní šířkou perimetru je samozřejmě poměrně obtížné. Nový generátor perimterů toto omezení nemá a vytváří mnohem čistší texty i v menším měřítku. Rozhodli jsme se nastavit generátor perimetrů Arachne jako nové výchozí nastavení. Pokud chcete používat starý generátor, můžete na něj přepnout v Nastavení tisku – Vrstvy a perimetry – Nastavení generátoru obvodů. Funkce Detekce tenkých stěn je při výběru generátoru Arachne vypnutá. Jednoduše není potřeba, protože Arachne se vždy snaží automaticky přizpůsobit šířku extruze tenkým stěnam.

Podpora souborů ve formátu STEP

PrusaSlicer nově umí importovat STEP soubory. Tento formát podporuje drtivá většina CAD programů, například Fusion 360, FreeCAD, SolidWorks, Inventor, AutoCAD, CATIA a mnoho dalších. Dokonce je to i ISO standard. Tato zdánlivě malá novinka může mít velké důsledky. Díky možnosti přímo importovat STEP soubory očekáváme, že více lidí začne tento formát používat při sdíleni modelu online namísto STL. STL je notoricky známé tím, že se kompikovaně upravuje. Na druhou stranu STEP soubory jde upravovat velice snadno. Podnikatelé provozující tisk na zakázku mohou přeskočit převod STEP souborů od zákazníka na STL, čímž ušetří drahocenný čas. 

Model při importu převádíme na trojúhelníkovou síť, slicuje se tedy stejně jako všechny ostatní podporované formáty, nikoli analyticky. Převod je plně automatický (úroveň detailů není nastavitelná). Ke čtení STEP souborů používáme vývojovou platformu Open CASCADE Technology (OCCT), jim patří velký dík za to, že ji udržují jako open-source. Jedná se o CAD kernel, který používá také FreeCAD nebo KiCad. Samotná implementace importu byla přenesena z BambuStudia, i jim patří dík.

Vzor výplně Lightning

Výplň slouží ke dvojímu účelu – zvyšuje tuhost modelu a podepírá horní vrstvy. V případě, že tuhost není potřeba, je možné s novou výplní Lightning ušetřit spoustu materiálu i času, protože je optimalizována pouze pro podporu horních ploch. Vzor výplně Lightning vytváří stromovou strukturu, která směrem k horním plochám postupně houstne, aby je spolehlivě podepřela. Implementace vzoru výplně Lightning vychází z práce [Tricard et al., 2019]. Stejně jako generátor perimterů Arachne jsme i Lightning přenesli z programu Cura, ještě jednou děkujeme, že je nadále vyvíjen jako open-source.
 

PrusaSlicer již měl výplň s podobným chováním nazvanou Support cubic infill (Kubická podepíraná). Výplň Lightning však šetří ještě více materiálu. Následující tabulka porovnává dobu tisku a spotřebu filamentu při tisku známého modelu žabky v měřítku 400 %.

Vyrovnávač tlaku

FDM  3D tiskárna se skládá z pohybového systému a systému na extrudování materiálu. Zatímco pohybový systém zrychluje a zpomaluje v ideálním případě plynule, aby se snížily vibrace, extruder by měl vytlačovat materiál konstantní rychlostí pro co nejlepší konzistenci. To bohužel znamená, že optimální podmínky pohybového systému a extrudéru jsou v rozporu. Bowdenové tiskárny jsou obzvláště citlivé na kolísání tlaku, kvůli vůli v Bowden trubičce nejsou schopny spolehlivě reprodukovat rychlé změny rychlosti vytlačování. Vyrovnávač tlaku vyhlazuje náhlé změny rychlosti mezi dvěma prvky (např. mezi tiskem výplně a perimetrů) a předchazí poklesu kvality tisku způsobené rychlým kolísáním tlaku extrudéru.
 

Před přechodem z rychlejšího vnitřního perimetru na pomalejší vnější perimetr vyrovnávač tlaku na konci vnitřního perimetru postupně zpomaluje, aby dosáhl rychlosti vytlačování vnějšího perimetru. Podobně se při přechodu z vnějšího perimetru na výplň začátek výplně zpomalí na rychlost vnějšího perimetru a postupně se zrychluje. 

Na tisku vpravo jsou vidět nedokonalosti na vnějších perimetrech způsobené nadměrným tlakem extrudéru na Bowdenoné tiskárně, zatímco na tisku vlevo jsou tiskové defekty výrazně menší díky vyrovnávači tlaku.

Vylepšené umístění švů na základě viditelnosti

Pokud netisknete v režimu Spirálová váza, musí každá smyčka perimetru někde začínat a někde končit. Kromě toho musí tiskárna na krátký okamžik zastavit extruzi, když tisková hlava přejíždí k další vrstvě. Tento počáteční/koncový bod vytváří potenciálně viditelný svislý šev na boku objektu. Počínaje touto verzí algoritmus pro umisťování švů upřednostňuje oblasti, které nejsou z vnější strany modelu vidět vůbec nebo které jsou skryté z většiny směrů. Nový algoritmus se použije pokud nastavíte umístění švů na Nejbližší nebo Zarovnaný. Pokud použijete funkci malování švů s nastavením pozice na Zarovnaný, výsledná linie švu se bude snažit najít ostrý roh v malované oblasti a přichytit se k němu. Což vede k hladším liniím podél ostré hrany. Předchozí verze v tomto případě ostrou hranu nedetekovaly. 

Nový algoritmus se také snaží vytvářet pokud možno dlouhé a hladké švy na hladkých površích, zatímco starý algoritmus v takových případech často vytvářel nespojité náhodné segmenty. U vícebarevných nebo vícedílných objektů, kde je vrstva rozdělena na více samostatných oblastí, přičemž každá oblast má svůj vlastní perimter, jsou švy nově skryty uvnitř objektu.

Další novinky

• Náhledy G-Codu lze nyní exportovat do formátů JPG a QOI.
• SLA vydutění je nýní až 10x rychlejší
• Odhad času tisku je nyní přesnější pro Original Prusa SL1S Speed
• Nové a aktualizované profily tiskáren třetích stran

Dokumentace PrusaSliceru již byla aktualizována tak, aby reflektovala většinu změn v této verzi. Pokud si chcete přečíst úplný seznam změn, podívejte se na náš
GitHub. Snažíme se zkrátit vývojový cyklus, abyste se na nové verze PrusaSliceru mohli těšit častěji. V důsledku toho se některé rozpracované nové funkce do této verze již nedostaly, uvidíte je v příští verzi 2.6. Jako vždy, pokud máte nějaké dotazy nebo návrhy na vylepšení, neváhejte se s námi o ně podělit. Tisku zdar!