Почему переход на экструдер с прямым приводом часто приводит к ухудшению качества 3D-печати?

3D-принтер — это сложная машина, которая плавит пластик в сложные 3D-формы. Модернизация включает в себя работу со сложными системами движения и сложной электроникой, а также дополнительную сложность модификации прошивки.

Это до сих пор не помешало растущему числу бесстрашных энтузиастов 3D-печати покупать 3D-принтеры начального уровня и модифицировать их, чтобы они могли конкурировать с дорогими моделями. Один из самых популярных модов включает в себя модернизацию стандартных экструдеров Bowden до экструдеров с прямым приводом.

Было бы справедливо предположить, что модернизация самой печатающей головки гарантирует достаточное улучшение, чтобы оправдать связанные с этим хлопоты. Но что, если мы скажем вам, что это дорогостоящее обновление часто снижает качество печати?

Смущенный? Читайте дальше, чтобы узнать, почему обновление экструдера не так просто, как кажется.

Миф: экструдеры с прямым приводом улучшают качество печати

Посетите любой форум по 3D-печати, и вы обязательно найдете участников, жалующихся на плохое качество печати сразу после перехода на экструдеры с прямым приводом. Вы можете отнести некоторые из этих случаев к неисправным компонентам обновления и неправильным методам установки, но это не единичные случаи.

На самом деле, ветераны 3D-печати знают, что даже дорогие принтеры практически не могут сравниться с готовым качеством печати принтеров Creality Ender-3. Итак, что здесь происходит?

Но сначала давайте сделаем шаг назад, чтобы понять, что такое экструдеры с прямым приводом, чем они отличаются от стандартных экструдеров и почему они считаются достойными обновлениями.

Что такое экструдеры Боудена?

Популярные 3D-принтеры начального уровня, такие как Ender-3, поставляются с экструдерами Bowden. Эта конструкция печатающей головки физически отделяет экструдер (который проталкивает нить в сопло) от узла горячего конца, состоящего из радиатора, теплоотвода, нагревательного блока и сопла.

Эти экструдеры получили свое название от значительно более длинной трубки Боудена (или ПТФЭ), соединяющей экструдер с узлом горячего конца. Это относительно простая конструкция, которая является экономически эффективной. Но более длинный путь нити в экструдере Боудена также делает практически невозможной печать гибких нитей.

В этот момент вы, по сути, пытаетесь протолкнуть веревку по шлангу. И вот тут на сцену выходят экструдеры с прямым приводом.

Что делает экструдеры с прямым приводом лучше?

Эта конструкция печатающей головки объединяет экструдер и узел горячего конца в единое целое. Идея состоит в том, чтобы уменьшить путь нити, приблизив экструдер как можно ближе к соплу. Это значительно сокращает длину нити, которую необходимо протолкнуть в трубку из ПТФЭ. Это также означает, что более короткая часть нити должна прижиматься к соплу для создания давления экструзии.

Более короткая часть нити по своей природе более жесткая и, следовательно, менее вероятно, что она свернется и засорится на пути к соплу. Это позволяет экструдерам с прямым приводом с легкостью печатать гибкими нитями, а также уменьшать настройки расстояния втягивания для обычных нитей. Более короткий участок нити также легче контролировать с точностью, что уменьшает проблемы с натяжением, очевидные при сложных 3D-печатях.

Но действительно ли они лучше?

Экструдеры с прямым приводом действительно упрощают 3D-печать гибкими нитями, но практически тем не менее все жалуются на уродливые проблемы с Z-полосами после перехода с Боудена на прямой привод экструдеры. Эти гремлины проявляются в виде уродливых полос, идущих вертикально по поверхности печати и видимых вдоль оси Z 3D-принтера.

Степень полосатости может варьироваться от принтера к принтеру, но она проявляется абсолютно во всех экструдерах с прямым приводом. Я лично использовал пять различных экструдеров с прямым приводом, и каждый экструдер проявлял эту проблему в разной степени.

И с этими проблемами сталкиваюсь не только я и несколько статистических аномалий.

Выпуск #602 Пустошь

Владельцы принтеров с прямым приводом Prusa испытали коллективный крах, когда поняли, что их дорогие машины не могут сравниться по качеству печати со значительно более дешевыми принтерами Ender-3. То, что началось как отчет об ошибке со ссылкой на непостоянную экструзию нити, в конечном итоге превратилось в печально известную Выпуск №602.

Йозеф Пруса, владелец и основатель Prusa Research, в ответ мобилизовал свою армию инженеров для изучения этого вопроса, но проблема остается нерешенной по сей день. Существует целое сообщество Discord, получившее название Пустошь 602, где энтузиасты 3D-принтеров не только в равной мере сокрушаются и шутят о неразгаданном явлении, но некоторые даже пытаются решить проблему.

Короче говоря, пользователи будут вынуждены жаловаться на это явление, как только 3D-принтеры, оснащенные экструдером с прямым приводом, достигнут достаточно большой пользовательской базы. Владельцы бешено популярных 3D-принтеров Voron DIY (см. Руководство для начинающих Voron) известно это явление как Выпуск №6. Вы обнаружите, что люди маскируют явное несоответствие экструзии, делая фотографии в благоприятных условиях. условиях освещения, но проблема становится очевидной, когда 3D-отпечатки снимаются под потолком. осветительные приборы.

Что вызывает эти проблемы с экструзией с прямым приводом?

Если исключить проблемы неправильной сборки и настройки, ведущие теории непоследовательного экструзия, связанная с экструдерами с прямым приводом, сводится к экструдеру Bondtech «Dual Drive» шестерни. Это точно такие же прямозубые шестерни, которые можно найти практически в каждом экструдере с прямым приводом, используемом в популярных конструкциях 3D-принтеров от Prusa и Voron.

3D-печать YouTubers Design Prototype Test и MihaiDesigns проделали потрясающую работу, сведя проблему к шестерням экструдера Bondtech, а первый изучение стоит проверить. Оба ютубера предложили использовать спиральную или елочную конструкцию экструдера, чтобы устранить непостоянную проблему экструзии.

На момент написания этой статьи ни Bondtech, ни какой-либо другой производитель экструдеров еще не представили на рынке улучшенную конструкцию.

Почему экструдеры Bowden защищены от этих проблем?

Вы помните, как мы отказались от экструдеров Боудена, продемонстрировав, что их конструкция подачи филамента равносильна проталкиванию веревки по шлангу? Что ж, такая степень провисания и вытекающая из этого задержка в повышении давления в сопле идеально подходят для устранения несоответствий экструзии, возникающих из-за плохой конструкции редуктора экструдера с прямым приводом.

Те же недостатки конструкции, которые не позволяют экструдерам Боудена иметь более короткие расстояния втягивания и более быстрое и чувствительное управление. избыточное давление в сопле — также пригодится, чтобы предотвратить появление непостоянных артефактов экструзии в реальных 3D-печатных материалах. объекты.

Взгляните на чистую 3D-печать (и отсутствие на ней Z-полос), полученную с моего стандартного принтера Ender-3, оснащенного экструдером Боудена, если вам трудно в это поверить. С тех пор я использовал полдюжины различных экструдеров с прямым приводом, но ни разу не смог достичь такого уровня согласованности экструзии.

Неудивительно, что некоторые владельцы 3D-принтеров Voron до сих пор используют экструдеры Bowden именно по этой причине. Однако при этом есть несколько предостережений.

Стоит ли вам «обновиться» до экструдера Боудена?

Вы, безусловно, не должны этого делать, если планируете печатать гибкими нитями, для которых абсолютно необходим более короткий путь нити экструдера с прямым приводом. Владельцам быстрых принтеров CoreXY также лучше использовать экструдеры с прямым приводом.

Это особенно верно, если они не хотят жертвовать ни скоростью, ни расширенной функцией повышения давления. Боуденовские экструдеры не могут обеспечить расширенную регулировку давления в сопле при высоких скоростях печати. Вам абсолютно необходим экструдер с прямым приводом для быстрой печати с включенным продвижением под давлением.

Непоследовательность экструзии, связанная с экструдерами с прямым приводом, не является концом света. Аддитивная печать не должна быть эстетически чистой с самого начала, поэтому допустимы незначительные Z-образные полосы.

Однако, если вы испытываете вопиющие несоответствия экструзии, вам лучше рассмотреть другие возможные причины, такие как регулирование температуры слоя, заедание оси Z и скорость потока нити.

Циклоидный зубчатый экструдер Prusa XL спешит на помощь

Не все принимают эту проблему лежа. Компания Prusa Research внесла радикальные изменения в новую конструкцию экструдера, используемого в готовящемся к выпуску принтере Prusa XL CoreXY, как подробно описано в наш учебник по Prusa XL. Многие считают, что эта конструкция может решить проблему № 602, которая продолжает беспокоить существующие принтеры с прямым приводом Prusa.

Немного преждевременно возлагать надежды на Prusa XL, но это, безусловно, лучше, чем продолжать использовать те же шестерни экструдера с прямым приводом Bondtech, которые, как предполагается, вызывают вышеупомянутые проблемы с экструзией.

Проблемы с экструдером с прямым приводом

Как мы выяснили, в то время как экструдеры с прямым приводом действительно значительно упрощают 3D-печать гибкими нитями, переход на экструдер Боудена может привести к уродливым проблемам с Z-полосами.

Я лично смирился с незначительными несоответствиями экструзии, связанными с экструдерами с прямым приводом в чтобы воспользоваться преимуществами печати гибкими нитями, отсутствием натяжения и возможностью печатать по-настоящему быстро. Это честная сделка.

Как обновить 3D-принтер Ender-3 и решить проблемы безопасности

Ваш Ender-3 может пытаться... убить тебя? Узнайте, как сделать его безопаснее и надежнее с помощью этих отличных обновлений.

Читать далее

Об авторе