Сбои 3D-печати: распространенные причины и решения

По сравнению с традиционным производством 3D-печать дешевле, удобнее, создает гораздо меньше беспорядка и токсичных побочных продуктов. В конце концов, это привело в наши спальни прототипирование и мелкосерийное производство. Но хотя 3D-печать удобна, она, безусловно, непроста.

Абсолютно все, от неправильного натяжения ремня и неправильного момента затяжки форсунок до получения каких-либо одна из сотен неправильных настроек программного обеспечения слайсера может привести к катастрофическому сбою вашего 3D Распечатать. Но не волнуйтесь, мы собрали наиболее распространенные причины сбоев 3D-печати, а также полезные советы, как их избежать.

1. Нанизывание

Натягивание ниток, возможно, не является катастрофическим провалом для косметических 3D-печатей, но тонкие полоски пластика, проходящие горизонтально по всем пустым местам вашей модели, также сводят на нет цель. Хуже того, чрезмерная натяжка может даже вызвать проблемы с зазором на функциональных отпечатках, особенно тех, которые содержат движущиеся части.

Что вызывает натяжение?

Неприглядный дефект возникает, когда 3D-принтеру не удается остановить вытекание расплавленной нити из сопла, когда она пересекает зазоры внутри 3D-модели. Это явление определяется несколькими факторами: от вязкости расплавленной нити до давления, создаваемого в сопле.

Другими словами, печать при слишком высоких температурах облегчит выход нити из сопла и приведет к образованию натянутых нитей. Между тем, неспособность сбросить давление в сопле также приведет к преждевременному выталкиванию расплавленного пластика. Наличие влаги в нити также может способствовать натягиванию нити.

Что еще хуже, некоторые материалы, такие как PETG, по своей природе более восприимчивы к этому дефекту 3D-печати.

Как исправить натяжение: используйте более низкую температуру

Чем выше температура сопла, тем легче нити вытечь, хотя этого не должно быть. Установка правильной температуры сопла позволяет добиться нужной вязкости нити, что, в свою очередь, позволяет вашему 3D-принтеру более точно контролировать поток расплавленной нити. К счастью, есть простой способ добиться этого.

Большинство современных слайсеров, таких как PrusaSlicer или его аналог с открытым исходным кодом SuperSlicer, имеют встроенные модели для тестирования температурной башни. Используйте эти мастера калибровки, чтобы точно настроить температуру сопла для выбранной вами нити. Температурная башня позволяет печатать различные участки модели при разных температурах сопла.

Это идеально подходит для поиска зоны Златовласки между максимальной прочностью межслойного сцепления и смягчением натяжения. Сделайте тестовую печать на разных уровнях, чтобы определить, какая настройка температуры достаточна для вашего применения, а также уменьшите образование натянутых нитей.

Как настроить параметры втягивания

Теперь, когда мы разобрались с проблемой чрезмерной температуры сопла, мы можем перейти к тому, чтобы помочь вашему принтеру снизить давление в сопле. Выталкивание расплавленной нити из крошечного отверстия внутри сопла требует большого давления. Если огромная толкающая сила не будет уменьшена со временем, нить будет продолжать вытекать из сопла и проявляться в виде нити.

Для этой цели в вашем программном обеспечении слайсера предусмотрена настройка, называемая расстоянием отвода. Как следует из названия, он снижает давление в сопле, вытягивая нить в противоположном направлении. Значения расстояния втягивания измеряются в миллиметрах и варьируются от 0,4 мм до 1,2 мм для экструдеров с прямым приводом. Однако экструдерам Боудена требуется отвод от 2 до 7 мм. Если вы не уверены в типах экструдеров, наш объяснитель по прямому приводу и экструдерам Боудена должен был вас прикрыть.

Значение также меняется в зависимости от жесткости/эластичности материала нити. Печать калибровочных моделей, оптимизированных для втягивания, — единственный реальный способ определить правильные настройки для вашего 3D-принтера. Как и температурная башня, большинство приличных слайсеров имеют встроенные втягивающие башни. Если нет, вы можете скачать втягивающую башню с сайта Распечатки чтобы узнать, какая настройка расстояния втягивания подойдет вам лучше всего.

Помимо расстояния втягивания, на натяжение также влияет скорость втягивания. Для большинства нитей она варьируется от 25 до 60 мм/с, но она также зависит от того, используете ли вы прямой экструдер или экструдер Боудена, при этом на него также влияет прочность/эластичность обрабатываемого материала. распечатано. Слишком низкая скорость ухудшает натягивание нити, тогда как чрезмерное значение приведет к пережевыванию нити шестернями экструдера или даже к ее разрыву. Опять же, калибровочные отпечатки — лучший вариант действий.

2. Засоры сопла

Засорение сопла происходит, когда нить не может пройти через сопло, что приводит к неполным отпечаткам или полному отсутствию экструзии. В отличие от нанизывания, это неизменно приводит к полному сбою печати. Выявить причину засорения и найти решение также не так просто из-за огромного количества задействованных переменных.

Что вызывает засорение форсунок и как их предотвратить

Сложность экструдера 3D-принтера создает множество точек отказа, которые могут привести к засорению сопла. В целом, основные причины варьируются от механических проблем (экструдер, сопло, нагреватель) до выбора нити и методов обращения с ней. Давайте рассмотрим наиболее распространенные причины.

Качество нити: Более дешевые нити, скорее всего, будут содержать пыль и мусор, которые со временем могут накапливаться в сопле и в конечном итоге засорять его. Нередко можно найти даже металлические фрагменты внутри нитей, изготовленных брендами, которые не соблюдают надлежащие производственные стандарты. Не нужно многого, чтобы засорить среднее сопло с отверстием всего 0,4 мм. Стоит использовать высококачественные нити известных брендов. Однако смягчить негативное влияние дешевых нитей легко, если вы будете следовать нашим направляющая холодного вытягивания для профилактического обслуживания форсунок.

Неправильный размер сопла: Технические нити, в которых используются смеси углеродного и стекловолокна, могут легко засорить стандартные сопла диаметром 0,4 мм, имеющиеся в большинстве 3D-принтеров. Лучше использовать сопла диаметром 0,6 мм большего размера, чтобы снизить риск блокировки крошечного отверстия стандартного сопла относительно крупными композитными материалами. Этот совет также применим к деревянным, светящимся в темноте и металлическим нитям.

Чрезмерная высота слоя: Более толстые слои печатаются быстрее, но если переусердствовать, можно легко засорить сопло. Высота слоя в идеале не должна превышать 75 процентов размера вашего сопла. Это означает, что высота слоя 0,3 мм — это максимум, который вы можете безопасно использовать для сопла диаметром 0,4 мм.

Печать моделей с большей высотой слоя требует радикально высокого объемного расхода нити, что невозможно без повышения температуры сопла. Недостаточная подача тепла делает невозможным выталкивание холодной нити из сопла экструдером.

Ползучесть тепла: На противоположном конце спектра печать при слишком высоких температурах может привести к «переползанию» тепла с горячей стороны через теплоразрыв на холодную сторону. Засорение сопел проявляется каждый раз, когда нить плавится не на той стороне терморазрыва. Если ваш вентилятор хотэнда перестанет работать, вам даже не придется печатать особенно горячими легкоплавкими материалами, такими как PLA, чтобы засорить сопло.

Эту проблему можно эффективно устранить, проверив работоспособность вентилятора хотэнда перед печатью. Использование тепловых вставок из титана или более тонкой стали также снижает ползучесть тепла. Если вы печатаете PLA на закрытом принтере, рекомендуется держать дверцу открытой. Если ничего не помогает, возможно, вам придется перейти на более мощный вентилятор Hotend.

Износ экструдера: Двигатель и шестерня экструдера должны создавать огромный крутящий момент и сцепление, чтобы протолкнуть нить через сопло. Это особенно актуально при высоких скоростях печати материалов, которые печатаются при более высоких температурах. Выходной крутящий момент стареющих шаговых двигателей экструдеров может со временем упасть, или шестерни экструдера могут изнашиваться. Сочетание этих факторов на старом принтере может привести к настолько сильному падению силы экструзии, что это приведет к засорению сопла.

Однако, если у вас все-таки засорилось сопло, наш изящный способ Руководство по прочистке сопел 3D-принтера пригодится.

3. Деформация

Деформация возникает, когда углы или края отпечатка отрываются от печатной платформы во время печати. Хотя это может показаться косметическим дефектом, на самом деле это нарушает точность размеров функциональных отпечатков, что является препятствием для сделки. Что еще хуже, чрезмерное коробление может привести к тому, что весь отпечаток оторвется от платформы и испортится.

Что вызывает деформацию?

Легче понять механизм деформации, если представить себе миниатюрную стену, напечатанную из АБС-пластика. Первые несколько слоев укладываются при температуре 260°C на подставку, нагретую до 100°C для улучшения адгезии. По мере печати слои вблизи слоя имеют температуру 100°C, тогда как те, что выше, имеют температуру в три раза ниже этой температуры.

Верхние слои, контактирующие с более холодным окружающим воздухом, по мере остывания начинают сжиматься, тогда как более горячие нижние слои вблизи нагретого слоя становятся относительно большими из-за расширения. Сжимающиеся верхние слои приводят к тому, что более горячие слои рядом с кроватью скручиваются, что становится очевидным, когда углы поднимаются над кроватью.

Хотя адгезия кровати может уменьшить коробление, на самом деле это происходит из-за разницы температур между горячим и холодным слоями отпечатка. Именно поэтому деформация более заметна у технических материалов, таких как нейлон и АБС-пластик, которые печатаются при значительно более высоких температурах.

Как предотвратить деформацию

Преодоление вышеупомянутой разницы температур — лучший способ уменьшить деформацию. Достичь этого проще при печати из ABS, поскольку все, что вам нужно, — это закрытая камера печати. Это удерживает тепло, выделяемое столом, и повышает температуру камеры до 70°C для принтеров меньшего размера, таких как Voron 0-серии.

Этот метод также работает для более сложных материалов, таких как нейлон и поликарбонат. В идеале вам следует вынести электронику вашего принтера за пределы камеры, чтобы обеспечить долговечность. Тем не менее, простой корпус по-прежнему не может предотвратить деформацию очень больших или высоких отпечатков на более крупном 3D-принтере. В этот момент вам необходимо активно нагреть камеру печати, чтобы довести ее температуру хотя бы до 60°C.

Следует отметить, что такие высокие температуры в камере не идеальны для таких материалов, как PLA и PETG, которые имеют тенденцию размягчаться при таких температурах. Эти материалы лучше всего печатать на открытых 3D-принтерах, при этом платформа нагревается до температуры стеклования (размягчения) (между 45°C и 60°C), чтобы улучшить адгезию. Деформацию можно дополнительно уменьшить за счет снижения температуры сопла, но это также приводит к более слабым отпечаткам.

Как правило, добавляйте поля к большим плоским поверхностям или выступы к острым углам ваших отпечатков. улучшает адгезию, поскольку это эффективно предотвращает деформацию усадочного материала нижней части слои. Наше руководство по различным поверхностям для 3D-печати (и когда их использовать) поможет вам улучшить адгезию первого слоя.

4. Разделение слоев или слабые отпечатки

Разделение слоев или расслаивание происходит, когда слои отпечатка не прилегают друг к другу должным образом, что приводит к появлению пробелов или трещин на отпечатке. 3D-принтер — это, по сути, пистолет для нанесения клея-расплава, управляемый роботом. И клей-расплав работает, потому что он горячий.

Аналогичным образом, печать при более низких температурах сопла приведет к получению более красивых отпечатков, которые не будут сильно деформироваться, но недостаток тепла серьезно ухудшает межслойную адгезию. Это приводит к получению слабых отпечатков, которые легко защелкиваются по линиям слоев.

Как улучшить адгезию слоев и предотвратить слабые отпечатки

Прочность вашей 3D-печати во всех направлениях, кроме линий слоев, определяется производителем нити. Подробнее читайте на как выбор нити влияет на успех ваших 3D-печатей. Однако линии слоев являются неизменной точкой отказа для всех 3D-печатей, независимо от используемого материала. Поэтому крайне важно следовать этим рекомендациям для улучшения межслоевой адгезии.

Печать при соответствующих температурах: Откалибруйте температуру сопла с помощью вышеупомянутых тестовых отпечатков температурной башни. Эти 3D-модели предназначены для привязки к каждому температурному сечению для проверки прочности сцепления слоев. Это лучший способ найти баланс между качеством печати и прочностью промежуточного слоя.

Высокая скорость охлаждающего вентилятора: Установка слишком высокой скорости вентилятора охлаждения детали может привести к слишком быстрому охлаждению слоев, что приведет к ухудшению адгезии. Хотя более быстрое охлаждение деталей обеспечивает более красивые отпечатки и лучшее качество выступа/поддержки, это отрицательно влияет на межслоевую адгезию таких материалов, как АБС-пластик, нейлон и поликарбонат.

Влажная нить: Присутствие влаги в нити приводит к образованию пара в горячем сопле, который приводит к образованию микропузырьков и пустот внутри экструдированного материала. Это не только ухудшает качество поверхности отпечатка, но и делает его хрупким. Материалы, удобные для начинающих, такие как PLA и PETG, не чувствительны к влаге, но гигроскопичные нити, такие как нейлон, перед печатью необходимо тщательно высушить в сушильной машине.

Четыре всадника апокалипсиса 3D-печати

Достижение успешной 3D-печати не ограничивается обеспечением хорошей адгезии первого слоя. Настройка параметров принтера и слайсера для устранения этих четырех распространенных режимов сбоев должна значительно снизить ваши шансы столкнуться с неудачной 3D-печатью.