Zlyhania 3D tlače: Bežné príčiny a riešenia

Zlyhania 3D tlače: Bežné príčiny a riešenia
Čitatelia ako vy pomáhajú podporovať MUO. Keď uskutočníte nákup pomocou odkazov na našej stránke, môžeme získať pridruženú províziu. Čítaj viac.

V porovnaní s tradičnou výrobou je 3D tlač lacnejšia, pohodlnejšia a vytvára oveľa menej neporiadku a menej toxických vedľajších produktov. Prinieslo to prototypovanie a výrobu v malom meradle do našich spální. Ale aj keď je 3D tlač pohodlná, určite to nie je jednoduché.





MUO Video dňa POKRAČUJTE V OBSAHU POKRAČOVANÍM

Úplne čokoľvek, od nesprávneho napnutia remeňa a nesprávneho uťahovacieho momentu trysky až po nesprávne nastavenie niektorého zo stoviek nastavení softvéru krájača, môže spôsobiť katastrofálne zlyhanie vašej 3D tlače. Ale nebojte sa, pretože sme zostavili najčastejšie príčiny zlyhania 3D tlače spolu s praktickými tipmi, ako sa im vyhnúť.





1. Navliekanie

Navliekanie nemusí predstavovať katastrofálne zlyhanie pre kozmetické 3D výtlačky, ale tenké chumáčiky plastu prechádzajúce horizontálne cez všetky prázdne miesta vášho modelu tiež bránia účelu. Ešte horšie je, že nadmerné navliekanie môže dokonca spôsobiť problémy s vôľou funkčných výtlačkov – najmä tých, ktoré zahŕňajú pohyblivé časti.





Čo spôsobuje navliekanie?

K nevzhľadnej chybe dochádza, keď 3D tlačiareň nedokáže zastaviť vytekanie roztaveného vlákna z dýzy, keď prechádza cez medzery v 3D modeli. Tento jav je riadený niekoľkými faktormi, od viskozity roztaveného vlákna až po tlak vytvorený v dýze.

  3D tlač zničená navliekaním

Inými slovami, tlač pri nadmerných teplotách uľahčí vytekanie filamentu z dýzy a spôsobenie navliekania. Neschopnosť uvoľniť tlak z trysky tiež spôsobí predčasné vytlačenie roztaveného plastu. Prítomnosť vlhkosti vo filamente môže tiež prispieť k navliekaniu.



Aby toho nebolo málo, určité materiály ako PETG sú vo svojej podstate náchylnejšie na túto chybu 3D tlače.

Ako opraviť navliekanie: Použite nižšiu teplotu

Čím vyššia je teplota vašej trysky, tým ľahšie vlákno vytečie, keď by nemalo. Nastavením správnej teploty trysky sa dosiahne správna viskozita vlákna, čo následne umožní vašej 3D tlačiarni presnejšie riadiť tok roztaveného vlákna. Našťastie existuje jednoduchý spôsob, ako to dosiahnuť.





Väčšina moderných krájačov, ako je PrusaSlicer, alebo jeho open-source náprotivok SuperSlicer, má vstavané modely testovania teplotnej veže. Pomocou týchto kalibračných sprievodcov jemne dolaďte nastavenie teploty trysky pre vlákno podľa vášho výberu. Teplotná veža umožňuje tlačiť rôzne časti modelu pri rôznych teplotách trysky.

To je ideálne na nájdenie zóny Zlatovlásky medzi maximalizáciou priľnavosti medzivrstvy a zmiernením výpletu. Uchopte testovací výtlačok na rôznych úrovniach, aby ste určili, ktoré nastavenie teploty je dostatočne silné pre vašu aplikáciu, a zároveň zmiernite navliekanie.





  Kalibračný model teplotnej veže vygenerovaný v SuperSlicer.

Ako vyladiť nastavenia stiahnutia

Teraz, keď sme vyriešili nadmernú teplotu trysiek, môžeme prejsť k tomu, aby sme pomohli vašej tlačiarni znížiť tlak trysky. Vytlačenie roztaveného vlákna z malého otvoru v dýze vyžaduje veľký tlak. Ak sa obrovská tlačná sila časom nezníži, vlákno bude aj naďalej vytekať z dýzy a prejaví sa ako struna.

Váš softvér na krájanie má na tento účel nastavenú danú vzdialenosť stiahnutia. Ako už názov napovedá, znižuje tlak v tryske ťahaním vlákna v opačnom smere. Hodnoty vzdialenosti sťahovania sa merajú v milimetroch a v prípade extrudérov s priamym pohonom sa pohybujú medzi 0,4 mm a 1,2 mm. Bowdenové extrudéry však vyžadujú odtiahnutie od 2 mm do 7 mm. Ak si nie ste istí typmi extrudérov, náš vysvetľovač na priamom pohone a extrudéroch Bowden mali by ste byť prikryté.

Hodnota sa tiež mení s tuhosťou/elasticitou materiálu vlákna. Tlač kalibračných modelov optimalizovaných pre zatiahnutie je jediný životaschopný spôsob, ako určiť správne nastavenie pre vašu 3D tlačiareň. Rovnako ako teplotná veža, väčšina slušných krájačov bude mať zabudované zaťahovacie veže. Ak nie, môžete si stiahnuť sťahovaciu vežu z Tlačidlá aby ste zistili, ktoré nastavenie vzdialenosti zatiahnutia je pre vás najlepšie.

presuňte aplikáciu na koreň karty SD

Okrem vzdialenosti navíjania má na výplet vplyv aj rýchlosť navíjania. Pre väčšinu filamentov sa pohybuje medzi 25 mm/s až 60 mm/s, ale závisí to aj od toho, či používate priamy alebo bowdenový extrudér, pričom je ovplyvnená aj húževnatosťou/elasticitou tlačeného materiálu. Príliš nízka rýchlosť zhoršuje navliekanie, zatiaľ čo nadmerná hodnota spôsobí rozhryzenie vlákna ozubenými kolesami extrudéra alebo dokonca úplné prasknutie. Opäť platí, že kalibračné výtlačky sú najlepším postupom.

2. Upcháva tryska

K upchatiu dýzy dochádza, keď vlákno nie je schopné prejsť dýzou, čo vedie k neúplným výtlačkom alebo k žiadnemu vytlačeniu. Na rozdiel od navliekania to vždy spôsobí úplné zlyhanie tlače. Identifikácia príčiny upchatia a nájdenie riešenia tiež nie je také jednoduché, a to z dôvodu veľkého množstva premenných.

  Príklad dokonalého studeného ťahu. Vlákno zaujalo tvar dráhy dýzy.

Čo spôsobuje upchatie trysiek a ako im predchádzať

Zložitosť extrudéra 3D tlačiarne vytvára veľa bodov zlyhania, ktoré by mohli prispieť k upchatiu trysky. Všeobecne povedané, primárne príčiny siahajú od mechanických problémov (extrudér, tryska, ohrievač) po výber vlákna a postupy pri manipulácii. Poďme sa pozrieť na najčastejšie príčiny.

Kvalita vlákna: Lacnejšie vlákna pravdepodobne obsahujú prach a nečistoty, ktoré sa môžu časom nahromadiť v tryske a nakoniec ju zablokovať. Nie je nezvyčajné nájsť dokonca aj kovové úlomky vo filamentoch vyrábaných značkami, ktoré nedodržiavajú správne výrobné normy. Netreba veľa upchať priemernú trysku, ktorá má otvor len 0,4 mm. Oplatí sa používať kvalitné filamenty od renomovaných značiek. Zmiernenie negatívneho vplyvu lacných filamentov je však jednoduché, ak budete postupovať podľa našich vodidlo ťahu za studena na preventívnu údržbu trysky .

Nesprávna veľkosť trysky: Technické vlákna využívajúce zmesi uhlíkových a sklenených vlákien môžu ľahko upchať štandardné 0,4 mm trysky, ktoré sa nachádzajú na väčšine 3D tlačiarní. Je lepšie použiť väčšie 0,6 mm dýzy, aby ste znížili riziko, že relatívne veľké kompozitné materiály zablokujú malý otvor dýzy. Táto rada sa vzťahuje aj na vlákna z dreva, svietiace v tme a naplnené kovom.

  Extrudér s priamym pohonom pre 3D tlačiareň v ruke
Obrazový kredit: Nachiket Mhatre

Nadmerná výška vrstvy: Hrubšie vrstvy tlačia rýchlejšie, ale ak to preháňate, môžete si ľahko upchať trysku. Nastavenie výšky vrstvy by ideálne nemalo presiahnuť 75 percent veľkosti vašej trysky. To znamená, že výška vrstvy 0,3 mm je asi najviac, čo môžete bezpečne použiť pre 0,4 mm trysku.

Tlačové modely vo väčších výškach vrstiev vyžadujú radikálne vysoký objemový prietok filamentu, čo nie je možné bez zvýšenia teploty trysky. Nedostatočný prísun tepla znemožňuje extrudéru vytlačiť studené vlákno z dýzy.

ako nabúrať sim kartu do bezplatnej služby

Tepelné tečenie: Na opačnom konci spektra môže tlač pri nadmerných teplotách spôsobiť, že teplo „prenikne“ z horúcej strany cez tepelnú prestávku na studenú stranu. Upchatie trysky sa prejaví vždy, keď sa vlákno roztopí na nesprávnej strane tepelného prerušenia. Ak váš ventilátor hotend prestane fungovať, nemusíte ani tlačiť obzvlášť horúco na materiály s nízkou teplotou topenia, ako je PLA, aby ste upchali trysku.

To možno účinne zmierniť overením prevádzkyschopnosti ventilátora hotend pred tlačou. Použitie titánu alebo tenších oceľových tepelných mostíkov tiež znižuje tepelné tečenie. Ak tlačíte PLA v uzavretej tlačiarni, ponechať dvierka otvorené je dobrý nápad. Ak nič iné nefunguje, možno budete musieť prejsť na výkonnejší ventilátor hotendu.

  Ender-3 stock bowden extrudér

Opotrebenie extrudéra: Zostava motora a prevodovky extrudéra musí generovať obrovské množstvo krútiaceho momentu a uchopenia, aby pretlačila vlákno cez dýzu. To platí najmä pri vysokých rýchlostiach tlače materiálov, ktoré sa tlačia pri vyšších teplotách. Výstupný krútiaci moment starnúcich krokových motorov extrudéra môže časom klesnúť alebo sa ozubené kolesá extrudéra môžu opotrebovať. Kombinácia týchto faktorov na starej tlačiarni môže spôsobiť dostatočný pokles vytláčacej sily, ktorý spôsobí upchatie trysky.

Keď však skončíte s upchatím trysky, naša šikovnosť Sprievodca 3D tryskou tlačiarne na odstraňovanie upchatia príde vhod.

3. Deformovanie

K deformácii dochádza, keď sa rohy alebo okraje výtlačku počas tlače zdvihnú z tlačového lôžka. Aj keď to môže znieť ako kozmetická vada, ničí to rozmerovú presnosť funkčných výtlačkov, čo je neporiadok. Ešte horšie je, že nadmerné deformovanie môže tiež spôsobiť, že sa celá tlač odlepí z postele a potlačí sa.

  Ukážka pokrivenej 3D tlače
Image Credit: CNC Kitchen/ YouTube

Čo spôsobuje deformáciu?

Je ľahšie pochopiť mechaniku deformácie, ak si predstavíte miniatúrnu stenu vytlačenú v ABS. Prvých niekoľko vrstiev sa položí pri teplote 260 °C na lôžko, ktoré sa zahreje až na 100 °C, aby sa podporila priľnavosť. Ako tlač postupuje, vrstvy v blízkosti lôžka majú 100 °C, zatiaľ čo tie vyššie majú tretinu tejto teploty.

Horné vrstvy, ktoré sú v kontakte s chladnejším okolitým vzduchom, sa pri ochladzovaní začínajú zmršťovať, zatiaľ čo teplejšie spodné vrstvy v blízkosti vyhrievaného lôžka sú relatívne väčšie v dôsledku expanzie. Zmršťujúce sa vrchné vrstvy spôsobujú, že sa teplejšie vrstvy v blízkosti postele v dôsledku toho zvlňujú, čo sa prejaví, keď sa rohy z postele zdvihnú.

Aj keď priľnavosť k lôžku môže zmierniť deformáciu, v skutočnosti k tomu dochádza v dôsledku teplotného rozdielu medzi horúcou a studenou vrstvou tlače. To je presne dôvod, prečo je deformácia zreteľnejšia v technických materiáloch, ako je nylon a ABS, ktoré sa tlačia pri výrazne vyšších teplotách.

Ako zabrániť deformácii

Preklenutie vyššie uvedeného teplotného rozdielu je najlepší spôsob, ako zmierniť deformáciu. Dosiahnutie toho je jednoduchšie pre výtlačky ABS, pretože všetko, čo potrebujete, je uzavretá tlačová komora. Toto zachytáva teplo generované lôžkom, aby sa teplota v komore zvýšila až na 70 °C pre menšie tlačiarne, ako je séria Voron 0.

  top-cura-plugins-anti-warping

Táto metóda funguje aj pre náročnejšie materiály, ako je nylon a polykarbonát. V ideálnom prípade by ste mali premiestniť elektroniku tlačiarne mimo komory, aby ste zaistili jej dlhú životnosť. Napriek tomu jednoduchý kryt stále nemôže zabrániť deformácii extrémne veľkých alebo vysokých výtlačkov vo väčšej 3D tlačiarni. Vtedy je potrebné aktívne zahriať tlačovú komoru, aby sa priblížila aspoň k 60 °C.

Je potrebné poznamenať, že takéto vysoké teploty v komore nie sú ideálne pre materiály ako PLA a PETG, ktoré majú tendenciu mäknúť pri týchto teplotách. Tieto materiály sa najlepšie tlačia v otvorených 3D tlačiarňach, pričom lôžko je vyhrievané na teplotu skleného prechodu (mäknutie) (medzi 45 °C a 60 °C), aby sa podporila priľnavosť. Deformovanie možno ďalej zmierniť znížením teploty trysky, čo však vedie aj k slabším výtlačkom.

Všeobecne platí, že pridanie okrajov na veľké ploché povrchy alebo chlopne do ostrých rohov na výtlačkoch zlepšuje priľnavosť, pretože tak účinne zabraňuje zmršťovaciemu materiálu deformovať spodné vrstvy. Náš sprievodca rôznymi povrchmi pre 3D tlač (a kedy ich použiť) vám pomôže zlepšiť priľnavosť prvej vrstvy.

4. Separácia vrstiev alebo slabé výtlačky

Oddeľovanie vrstiev alebo delaminácia nastáva, keď vrstvy výtlačku k sebe správne nepriľnú, čo má za následok vznik medzier alebo prasklín na výtlačku. 3D tlačiareň je v podstate tavná lepiaca pištoľ ovládaná robotom. A tavné lepidlo funguje, pretože je horúce.

Podobne tlač pri nižších teplotách trysiek povedie ku krajším výtlačkom, ktoré sa príliš nekrútia, ale nedostatok tepla vážne zhoršuje priľnavosť medzivrstvy. To vedie k slabým výtlačkom, ktoré sa ľahko zachytávajú pozdĺž línií vrstiev.

  3D model ovplyvnený separáciou vrstiev po 3D tlači
Obrazový kredit: Callum coles/ YouTube

Ako zlepšiť priľnavosť vrstiev a zabrániť slabým výtlačkom

Sila vašej 3D tlače vo všetkých smeroch, okrem línií vrstiev, sa riadi výrobcom vlákna. Prečítajte si viac na ako výber vlákna ovplyvňuje úspech vašich 3D výtlačkov . Čiary vrstiev sú však nemennými bodmi zlyhania všetkých 3D výtlačkov bez ohľadu na použitý materiál. Preto je dôležité dodržiavať tieto osvedčené postupy na zlepšenie priľnavosti medzivrstvy.

Tlač pri primeraných teplotách: Kalibrujte teplotu trysky pomocou vyššie uvedených výtlačkov testu teplotnej veže. Tieto 3D modely sú navrhnuté tak, aby sa dali zacvaknúť pri každej teplotnej sekcii, aby sa skontrolovala pevnosť priľnavosti vrstvy. Toto je najlepší spôsob, ako dosiahnuť rovnováhu medzi kvalitou tlače a pevnosťou medzivrstvy.

obrazovky, na ktorých ich môžete súčasne sledovať

Vysoká rýchlosť ventilátora chladenia dielov: Príliš vysoká rýchlosť ventilátora chladenia dielu môže spôsobiť príliš rýchle ochladenie vrstiev, čo má za následok zlú priľnavosť. Zatiaľ čo rýchlejšie chladenie dielov zaisťuje krajšie výtlačky a lepšiu kvalitu previsu/podpory, negatívne to ovplyvňuje priľnavosť medzivrstvy v materiáloch, ako je ABS, nylon a polykarbonát.

Vlhké vlákno: Prítomnosť vlhkosti vo filamente spôsobuje tvorbu pary v horúcej dýze, ktorá zavádza mikrobubliny a dutiny vo vnútri extrudovaného materiálu. To nielenže ničí kvalitu povrchu tlače, ale tiež ju robí krehkou. Materiály vhodné pre začiatočníkov, ako sú PLA a PETG, nie sú náchylné na vlhkosť, ale hygroskopické vlákna, ako je nylon, musia byť pred tlačou dôkladne vysušené v sušičke na vlákna.

Štyria jazdci z apokalypsy 3D tlače

Dosiahnutie úspešných 3D výtlačkov nekončí zabezpečením dobrej priľnavosti prvej vrstvy. Vyladenie nastavení tlačiarne a krájača na zmiernenie týchto štyroch bežných spôsobov zlyhania by malo výrazne znížiť vaše šance, že narazíte na neúspešnú 3D tlač.