3D Benchy — как протестировать и откалибровать ваш 3D‑принтер

3D Benchy — короткая, стандартизированная модель для быстрой диагностики и калибровки FDM/FFF 3D‑принтера. Распечатайте её в масштабе 1:1 без поддержек, оцените первую слоя, точность размеров, проблему хвостовых нитей, охлаждение и мелкие детали. В статье — пошаговый план теста, чек‑листы, методы устранения проблем и альтернативы Benchy.

Что такое 3D Benchy и зачем его печатать

3D Benchy — это небольшая демонстрационная модель лодочки, разработанная в 2014 году компанией Creative Tools. Её цель — выявить сильные и слабые стороны конкретного 3D‑принтера и слайсера в типичных сценариях: overhang, мосты, первые слои, мелкие надписи, внутренние отверстия и сложные формы. Модель распространяется бесплатно, её обычно печатают в масштабе 1:1 и без опор, чтобы именно детали корпуса и геометрия тестировали машину.

Кратко: если вы собираетесь печатать детализированные модели или хотите проверить новую сборку/прошивку/филамент, Benchy — быстрый и надёжный способ. Он экономит материал и время по сравнению с печатью большого арт‑объекта, но даёт достаточно много информации о работоспособности принтера.

Рекомендуемые начальные параметры печати

Перед запуском теста поставьте базовые параметры, не меняя ничего, если хотите оценить «как есть». Типичные начальные установки:

• Масштаб: 1:1 (оригинальный STL имеет 60.00 мм в длину)
• Скорость экструзии при печати: до 50 мм/с
• Скорость перемещения (travel): до 150 мм/с
• Диаметр сопла: 0.40 мм
• Высота слоя: 0.20 мм
• Заполнение (infill): 10%

Среднее время печати Benchy при таких настройках — около часа. Цель первого запуска — увидеть поведение принтера и получить эталонную деталь для дальнейших настроек.

Важно: используйте качественный филамент и сухую катушку. Влажный материал часто даёт артефакты, пористость и нитки.

Быстрая проверка качества печати

После окончания печати оцените видимые дефекты:

• Нити (stringing) между частями и в отверстиях
• Перекосы слоёв, ступеньки на изгибах
• Капли, «прыщи» и грубая поверхность
• Провалы и пропуски в стенках
• Характер ошибок на фронтальных и задних перегибах

Если по внешнему виду всё нормально, Benchy должен выглядеть чисто, надписи отчётливыми, окна и отверстия — аккуратными.

Источник изображения: Teaching Tech / YouTube

Основные направления поиска причин проблем:

• Наличие нитей указывает на ретракцию (retraction)
• Размягчённая поверхность и «пузырьки» указывают на слишком высокую температуру или плохое охлаждение
• Деформации в мостах и овалах указывают на недостаточное принудительное охлаждение или слишком высокую скорость печати

Как устранить stringing и проблемы с ретракцией

Действия при обнаружении нитей:

1. Увеличьте скорость и расстояние ретракции постепенно. Для прямого привода начните с 1–3 мм, для Bowden — 4–7 мм. Увеличивайте, пока нитей не станет меньше.
2. Снизьте температуру печати небольшими шагами (по 2–5 °C). Высокая температура увеличивает вязкость и склонность к струйкам.
3. Увеличьте скорость перемещений (travel), чтобы сократить время пауз без печати.
4. Просушите филамент в сушилке перед печатью.

Важно: смена ретракции влияет на подачу материала и может потребовать калибровки скорости/экструзии.

Контроль мостов, нависаний и охлаждения

Места с нависаниями и мосты особенно чувствительны к охлаждению. Проблемы проявляются как провисание, нитки, неаккуратные кромки.

Рекомендации:

• Включите принудительное охлаждение детали. В Cura это опция «Enable Print Cooling» — включите её и попробуйте Fan speed 100 % как отправную точку. Подбор скорости вентилятора зависит от филамента: PLA любит сильное охлаждение, ABS — минимальное.
• Уменьшите скорость печати для критичных зон — материал успевает остыть.
• При деформациях передней части используйте подогреваемую платформу и корректную калибровку уровня кровати. Клей‑стик или Raft/Brim помогут с адгезией.

Автор скриншота: Sammy Ekaran

Проверка точности размеров и калибровка

Для оценки геометрии измерьте модель штангенциркулем и сравните со спецификацией. Ожидаемые размеры (оригинальные эталонные значения):

• Фронт и задняя поверхность крыши: параллельны, 23.00 мм
• Внешняя верхняя часть трубы и цилиндрическое отверстие: диаметры 3.00 мм и 7.00 мм соответственно
• Длина от носа до кормы: 60.00 мм
• Ширина (по бортам): 31.00 мм
• Высота: 48.00 мм; расстояние от верхней части коробки до низа — 15.00 мм
• Короб (бокс): внешние размеры 12.00 мм и 10.81 мм, внутренние 8.00 мм и 7.00 мм; глубина 9.00 мм
• Прямоугольное фронтальное окно: 10.50 мм и 9.50 мм
• Буквы и знаки на корме: выступают на 0.10 мм
• Нос с ложкообразным загибом: 40° перегиб в горизонтальной плоскости

Если измерения систематически меньше или больше, требуется калибровка экструдера (E‑степы), шагов моторов по осям, осевой растяжение/сжатие и компенсация экструдера в слайсере.

Калибровка экструдера: отрежьте заданную длину филамента (например, 100 мм), зажмите и укажите принтеру подавать эту длину; измерьте фактическое вытягивание и скорректируйте значение E‑steps в прошивке или слайсере.

Оценка качества первого слоя

Источник изображения: Teaching Tech / YouTube

Первая слой — основа успеха. Оцените следующее:

• Надписи на дне должны быть читаемы и ровные
• Нет пропусков или воздушных карманов
• Формирование ровного бортика по краю (не слишком придавлен, не слишком высокий)

Если буквы размыты и плитка выглядит расплющенной, сопло слишком близко к столу и выдавливает материал; немного поднимите Z‑осевую компенсацию или отрегулируйте Z‑ограничитель.

Если видны щели между буквами и полосами, сопло расположено слишком далеко — уменьшите зазор.

Высокая температура может сглаживать мелкие детали, делая текст нечитаемым — попробуйте снизить температуру на 2–5 °C.

Контроль температуры и дефектов поверхности

Источник изображения: Teaching Tech / YouTube

Прыщи, бугорки и пустоты говорят о неправильном балансе температуры и скорости:

• Снижение температуры уменьшает излишнюю текучесть
• Увеличение охлаждения делает слои жёстче и снижает провисание
• Баланс скорости важен: слишком быстро — плохая адгезия, слишком медленно — перегрев локально

Также проверьте механическую часть: люфты, изношенные подшипники, ослабленные ремни и неправильная подача филамента приводят к «кликам» и дефектам на поверхности.

Мелкие детали и внутренние отверстия

Задняя часть Benchy имеет малые отверстия и колесиковую структуру внутри. Если любые отверстия получаются меньше проектных — нужно корректировать калибровку экструзии и слайсерные опции.

В Cura проверьте и при необходимости отключите опцию «Remove All Holes» в разделе Mesh Fixes. Эта опция пытается устранить мелкие отверстия в сетке модели и может менять дизайн, делая отверстия не печатаемыми. Также проверьте «Make Overhang Printable» в разделе Experimental — отключение этой опции предотвращает автоматическую модификацию геометрии слайсером.

Когда Benchy не годится — контрпримеры и ограничения

Benchy отлично выявляет ошибки общего характера, но у него есть ограничения:

• Он не заменит тест‑печать большой тонкостенной архитектурной модели, которая испытывает другие аспекты адгезии и усадки.
• Для гибких филаментов (TPU) Benchy может не показать типичных проблем, связанных с проскальзыванием в экструдере.
• При проверке сложных многоматериальных печатей нужна другая тестовая модель, включающая смену материала и ретракцию между соплами.

Итого: Benchy — универсален, но не универсален во всём. Подбирайте тесты под цель.

Альтернативы и дополнительные тесты

Если нужно больше специфики, используйте дополнительные тестовые объекты:

• Tower temperature — серия небольших башен для подбора оптимальной температуры филамента
• Retraction test — короткие столбики и проходы для подбора ретракции
• Overhang test — клиновые стенки под разными углами
• Torture test (сложные геометрии) для оценки механической стабильности

Эти тесты дополняют Benchy и помогают точечно настроить параметры.

Быстрая методика тестирования — пошаговый SOP

1. Подготовка
   • Используйте свежую катушку филамента и проверьте её на предмет влажности.
   • Очистите поверхность стола и убедитесь в уровне платформы.
2. Параметры слайсера
   • Задайте масштаб 1:1, сопло 0.4 мм, слой 0.20 мм, infill 10 %, скорость 50 мм/с.
   • Включите принудительное охлаждение (начально 100 % для PLA).
3. Печать
   • Запустите Benchy, наблюдайте несколько первых слоёв.
4. Первичный осмотр
   • Проверьте адгезию первого слоя, наличие нитей, внешнюю поверхность и отверстия.
5. Измерения
   • Замерьте ключевые размеры штангенциркулем.
6. Итерации
   • Вносите по одной корректировке (температура, ретракция, скорость, E‑steps), перезапускайте тест.

Это простая методика, дающая системный подход к устранению ошибок.

Контрольный чек‑лист для ролей

Оператор (первичная проверка):

• Убедиться в чистоте стола и правильной адгезии
• Проверить видимые дефекты поверхности
• Сообщить о критических дефектах инженерной команде

Инженер (глубокая диагностика):

• Измерить ключевые размеры
• Проверить и откалибровать E‑steps экструдера
• Проверить люфты и натяжение ремней
• Проанализировать лог ошибок и поведение экструзии

Дизайнер модели:

• Проверить, не модифицировал ли слайсер геометрию (Mesh Fixes)
• Подготовить альтернативный STL с увеличенными отверстиями, если требуется

Критерии приёмки

Чтобы считать Benchy прошедшим тест, проверьте:

• Нет заметных нитей и подтёков
• Первая слой равномерная, надписи читаемы
• Ключевые размеры находятся в допустимом диапазоне по спецификации модели
• Отверстия печатаются открытыми и близкими к проектным диаметрам
• Поверхность без крупных вмятин и пустот

Если хотя бы одно из условий нарушено, требуется корректировка настроек.

Мини‑факты — ключевые числа

• Оригинальная длина модели: 60.00 мм
• Стандартная высота слоя в тесте: 0.20 мм
• Частая отправная скорость: 50 мм/с
• Рекомендуемый начальный infill: 10 %

Таблица решений и распространённых причин (короткий риск‑матрикс)

• Проблема: Нити между деталями

  • Причина: Неправильные настройки ретракции, слишком высокая температура
  • Решение: Увеличить ретракцию, снизить температуру, просушить филамент

• Проблема: Провисание мостов

  • Причина: Недостаточное охлаждение
  • Решение: Увеличить скорость вентилятора, снизить скорость печати

• Проблема: Неравномерная первая слой

  • Причина: Неправильная калибровка Z, грязный стол
  • Решение: Отрегулировать Z‑offset, очистить и подготовить поверхность

Тестовые сценарии и критерии приёмки

• Сценарий 1: Проверка ретракции

  • Метод: Печать Benchy и отдельного retest для ретракции
  • Критерий: Отсутствие нитей и чистые отверстия

• Сценарий 2: Проверка размеров

  • Метод: Печать Benchy, измерение штангенциркулем
  • Критерий: Отклонение размеров в пределах допустимого технологического допуска (зависит от цели печати)

Краткий глоссарий

• Retraction: втягивание филамента для предотвращения подтеков при перемещении сопла
• Overhang: нависание, участок без опоры под углом
• Bridge: мост, участок, где материал печатается между двумя опорами
• E‑steps: шаги экструдера на миллиметр филамента

Заключение и быстрые рекомендации

3D Benchy остаётся быстрым и эффективным инструментом для первичной калибровки и диагностики FDM‑принтеров. Печатайте его в стартовых настройках, фиксируйте поведение, вносите по одной правке и повторяйте тест до достижения удовлетворительного результата. Benchy не заменит всех тестов, но даст исчерпывающую картину по большинству параметров печати.

Важно: документируйте каждую итерацию — это экономит время и помогает находить закономерности в поведении машины.

Источник графики и примеров в статье: Teaching Tech / YouTube и авторские скриншоты интерфейса Cura.

Сводка

• 3D Benchy — стандартизированная модель для тестирования 3D‑принтера
• Печать в масштабе 1:1 и анализ первой печати дают основу для дальнейшей калибровки
• Используйте пошаговый SOP и чек‑листы, чтобы корректно устранять проблемы
• Benchy хорош для общих тестов, но дополняйте его специализированными тестами при необходимости