Mister du dyrebare filamenter på grunn av hyppige 3D-utskriftsfeil? Her er fire av de vanligste årsakene til utskriftsfeil og hvordan du unngår dem.

Sammenlignet med tradisjonell produksjon er 3D-utskrift billigere, mer praktisk og skaper mye mindre rot og færre giftige biprodukter. Det har tross alt brakt prototyping og småskala produksjon til soverommene våre. Men selv om 3D-utskrift er praktisk, er det absolutt ikke lett.

Absolutt hva som helst, fra feil remspenning og feil strammemoment for dyse til å få en av de hundrevis av innstillingene for slicer-programvare som er feil, kan forårsake katastrofal svikt i 3D-en din skrive ut. Men ikke bekymre deg fordi vi har samlet de vanligste årsakene til 3D-utskriftsfeil sammen med nyttige tips om hvordan du unngår dem.

1. Strenger

Stringing utgjør kanskje ikke en katastrofal svikt for kosmetiske 3D-utskrifter, men tynne plastbiter som løper horisontalt over alle de tomme områdene i modellen din, overvinner også formålet. Enda verre, overdreven strenging kan til og med forårsake problemer med klaring i funksjonelle utskrifter – spesielt de som involverer bevegelige deler.

instagram viewer

Hva forårsaker strenging?

Den skjemmende feilen oppstår når en 3D-skriver ikke klarer å stoppe smeltet filament fra å siver ut av dysen når den krysser hullene i 3D-modellen. Dette fenomenet styres av flere faktorer, alt fra viskositeten til det smeltede filamentet til trykket som genereres i dysen.

Med andre ord vil utskrift ved for høye temperaturer gjøre det lettere for filamentet å sive ut av dysen og forårsake strenger. I mellomtiden vil unnlatelse av å avlaste dysetrykket også føre til at smeltet plast blir presset ut for tidlig. Tilstedeværelsen av fuktighet i filamentet kan også bidra til stringing.

For å gjøre vondt verre, er visse materialer som PETG i seg selv mer utsatt for denne 3D-utskriftsfeilen.

Slik fikser du strenging: Bruk en lavere temperatur

Jo varmere dysetemperaturen din er, desto lettere er det for filamentet å sive ut når det ikke burde. Ved å stille inn riktig dysetemperatur oppnås riktig filamentviskositet, som igjen lar 3D-printeren kontrollere strømmen av smeltet filament mer presist. Heldigvis er det en enkel måte å oppnå dette på.

De fleste moderne slicere som PrusaSlicer, eller dens åpen kildekode-motstykke SuperSlicer, har innebygde testmodeller for temperaturtårn. Bruk disse kalibreringsveiviserne til å finjustere dysetemperaturinnstillingen for filamentet du ønsker. Temperaturtårnet lar deg skrive ut ulike deler av modellen ved forskjellige dysetemperaturer.

Dette er perfekt for å finne Goldilocks-sonen mellom maksimering av mellomlags adhesjonsstyrke og stringredusering. Fest testutskriften på forskjellige nivåer for å finne ut hvilken temperaturinnstilling som er sterk nok for applikasjonen din, samtidig som du reduserer stringing.

Slik justerer du tilbaketrekkingsinnstillinger

Nå som vi har taklet for høy dysetemperatur, kan vi gå videre til å hjelpe skriveren din med å avlaste dysetrykket. Å skyve smeltet filament fra en liten åpning inne i munnstykket krever mye trykk. Hvis den enorme skyvekraften ikke reduseres i tide, vil filamentet fortsette å sive ut av dysen og manifestere seg som strenger.

Slicer-programvaren din har en innstilling kalt tilbaketrekningsavstand for nettopp dette formålet. Som navnet antyder, reduserer den dysetrykket ved å trekke filamentet i motsatt retning. Retraksjonsavstandsverdier er målt i millimeter, og varierer mellom 0,4 mm og 1,2 mm for direktedrevne ekstrudere. Bowden-ekstrudere krever imidlertid hvor som helst mellom 2 mm til 7 mm tilbaketrekking. Hvis du er usikker på ekstrudertyper, vår Forklarer om direktedrift og Bowden-ekstrudere burde ha deg dekket.

Verdien endres også med stivheten/elastisiteten til filamentmaterialet. Utskrift av kalibreringsmodeller optimalisert for tilbaketrekking er den eneste levedyktige måten å bestemme riktig innstilling for 3D-skriveren din. I likhet med temperaturtårnet vil de fleste anstendige skjærere ha innebygde tilbaketrekningstårn. Hvis ikke, kan du laste ned et tilbaketrekningstårn fra Printables for å finne ut hvilken innstilling for tilbaketrekkingsavstand som fungerer best for deg.

I tillegg til tilbaketrekningsavstand, har tilbaketrekningshastighet også innvirkning på strenging. Det varierer mellom 25 mm/s til 60 mm/s for de fleste filamenter, men det avhenger også av om du bruker en direkte eller Bowden ekstruder, mens den også påvirkes av seigheten/elastisiteten til materialet som skrevet ut. For lav hastighet forverrer stringing, mens en overdreven verdi vil føre til at filamentet tygges opp av ekstrudergirene, eller til og med klikker rett ut. Nok en gang er kalibreringsutskrifter den beste handlingen.

2. Dyse tetter

Dysetilstopping oppstår når filamentet ikke er i stand til å passere gjennom dysen, noe som resulterer i ufullstendige utskrifter eller ingen ekstrudering i det hele tatt. I motsetning til stringing, forårsaker dette alltid total utskriftsfeil. Å identifisere årsaken til tilstopping og finne en løsning er heller ikke like enkelt, på grunn av det store antallet variabler som er involvert.

Hva forårsaker munnstykker og hvordan man kan forhindre dem

Kompleksiteten til en 3D-skriverekstruder skaper mange feilpunkter som kan bidra til at dysen blir tettet. Stort sett varierer de primære årsakene fra mekaniske (ekstruder, dyse, varmeapparat) problemer til filamentvalg og håndteringspraksis. La oss ta en titt på de vanligste årsakene.

Filamentkvalitet: Billigere filamenter inneholder sannsynligvis støv og rusk, som kan samle seg i dysen over tid og til slutt blokkere den. Det er ikke uvanlig å finne til og med metallfragmenter inne i filamenter produsert av merker som ikke følger riktige produksjonsstandarder. Det skal ikke mye til for å tette en gjennomsnittlig dyse som har en åpning på bare 0,4 mm. Det lønner seg å bruke høykvalitets filamenter fra anerkjente merker. Det er imidlertid enkelt å dempe den negative effekten av billige filamenter hvis du følger vår cold pull guide for forebyggende dysevedlikehold.

Feil dysestørrelse: Tekniske filamenter som bruker karbonfiber- og glassfiberblandinger kan lett tette standard 0,4 mm-dysene som finnes på de fleste 3D-skrivere. Det er bedre å bruke større 0,6 mm dyser for å redusere risikoen for at de relativt store komposittmaterialene blokkerer den lille åpningen til en lagerdyse. Dette rådet gjelder også for tre, glød-i-mørke og metall-infunderte filamenter.

Bildekreditt: Nachiket Mhatre

Overdreven laghøyde: Tykkere lag skrives ut raskere, men å overdrive dette kan lett tette munnstykket. Laghøydeinnstillingen bør ideelt sett ikke overstige 75 prosent av dysestørrelsen din. Det betyr at en laghøyde på 0,3 mm er omtrent det meste du trygt kan bruke for en 0,4 mm dyse.

Utskrift av modeller i større laghøyder krever en radikalt høy volumetrisk strøm av filament, noe som er umulig uten å øke dysetemperaturen. Manglende tilførsel av nok varme gjør det umulig for ekstruderen å skyve det kalde filamentet ut av dysen.

Varmekryp: I motsatt ende av spekteret kan utskrift ved for høye temperaturer føre til at varmen "kryper" over fra den varme siden gjennom varmebruddet og til den kalde siden. Dysetilstopping manifesterer seg hver gang filament smelter på feil side av varmebruddet. Hvis hotend-viften din slutter å fungere, trenger du ikke engang å skrive ut spesielt varm for lavtsmeltende materialer som PLA for å tette munnstykket.

Dette kan effektivt reduseres ved å verifisere funksjonen til hotend-viften før utskrift. Bruk av titan eller tynnere varmebrytere i stål reduserer også varmekryping. Hvis du skriver ut PLA i en lukket skriver, er det en god idé å holde døren åpen. Hvis ingenting annet fungerer, må du kanskje oppgradere til en kraftigere hotend-vifte.

Ekstruder slitasje: Ekstrudermotoren og girenheten må generere enorme mengder dreiemoment og grep for å skyve filament gjennom dysen. Dette gjelder spesielt ved høye utskriftshastigheter for materialer som skriver ut ved varmere temperaturer. Dreiemomentet til aldrende ekstrudertrinnmotorer kan falle over tid, eller ekstrudergirene kan ha blitt utslitt. En kombinasjon av disse faktorene på en gammel skriver kan skape nok fall i ekstruderingskraften til å forårsake en dysestopp.

Men når du ender opp med en dysetilstopping, vår smarte 3D-skrivermunnstykkets opphevingsveiledning vil komme godt med.

3. Vridning

Vridning oppstår når hjørnene eller kantene på en utskrift løftes av utskriftsleien under utskrift. Selv om dette kan høres ut som en kosmetisk defekt, ødelegger det dimensjonsnøyaktigheten for funksjonelle utskrifter, som er en deal-breaker. Enda verre, overdreven vridning kan også føre til at hele utskriften faller av sengen og ødelegger utskriften.

Bildekreditt: CNC Kitchen/YouTube

Hva forårsaker vridning?

Det er lettere å forstå mekanikken til vridning hvis du visualiserer en miniatyrvegg som skrives ut i ABS. De første lagene legges ved 260°C på en seng som er varmet opp til 100°C for å hjelpe vedheft. Etter hvert som utskriften skrider frem, er lagene nær sengen ved 100°C, mens de lenger opp har en tredjedel av den temperaturen.

De øvre lagene i kontakt med kaldere omgivelsesluft begynner å krympe når de kjøles ned, mens de varmere nedre lagene nær det oppvarmede laget er relativt større på grunn av ekspansjon. De krympende topplagene får de varmere lagene nær sengen til å krølle seg sammen som en konsekvens, noe som blir tydelig når hjørnene løftes av sengen.

Selv om sengevedheft kan dempe vridning, skjer det faktisk på grunn av temperaturforskjellen mellom de varme og kalde lagene i utskriften. Det er nettopp derfor vridning er mer tydelig i tekniske materialer som nylon og ABS som er trykt ved betydelig høyere temperaturer.

Hvordan forhindre vridning

Å bygge bro over den nevnte temperaturforskjellen er den beste måten å dempe vridning på. Å oppnå dette er lettere for ABS-utskrifter fordi alt du trenger er et lukket utskriftskammer. Dette fanger varmen som genereres av sengen for å bringe kammertemperaturer så høye som 70 °C for mindre skrivere som Voron 0-serien.

Denne metoden fungerer også for mer utfordrende materialer som nylon og polykarbonat. Ideelt sett bør du flytte skriverens elektronikk utenfor kammeret for å sikre lang levetid. Når det er sagt, kan et enkelt kabinett fortsatt ikke forhindre at ekstremt store eller høye utskrifter forvrider seg i en større 3D-skriver. På det tidspunktet må du aktivt varme opp utskriftskammeret for å bringe det nærmere 60 °C, minst.

Det må bemerkes at så høye kammertemperaturer ikke er ideelle for materialer som PLA og PETG, som har en tendens til å myke opp ved disse temperaturene. Disse materialene skrives best ut i åpne 3D-skrivere, med sengen oppvarmet til glassovergangstemperaturen (mykningstemperaturen) (mellom 45°C og 60°C) for å hjelpe vedheft. Vridning kan reduseres ytterligere ved å redusere dysetemperaturen, men det fører også til svakere utskrifter.

Som en tommelfingerregel kan du legge til rander på store flate overflater eller tapper til skarpe hjørner i utskriftene dine forbedrer vedheft, fordi dette effektivt forhindrer det krympende materialet fra å vri seg det nedre lag. Vår guide om ulike 3D-utskriftsflater (og når du skal bruke dem) vil hjelpe deg med å forbedre det første lagets vedheft.

4. Lagseparasjon eller svake utskrifter

Lagseparasjon, eller delaminering, oppstår når lagene i en utskrift ikke fester seg ordentlig til hverandre, noe som resulterer i hull eller sprekker i utskriften. En 3D-printer er egentlig en smeltelimpistol kontrollert av en robot. Og smeltelim fungerer fordi det er, vel, varmt.

På samme måte vil utskrift ved lavere dysetemperaturer føre til penere utskrifter som ikke deformeres mye, men mangelen på varme svekker alvorlig adhesjon mellom lag. Dette fører til svake utskrifter som lett klikker langs laglinjene.

Bildekreditt: Callum coles/YouTube

Hvordan forbedre lagvedheft og forhindre svake utskrifter

Styrken til 3D-utskriften din i alle retninger, bortsett fra langs laglinjene, styres av filamentprodusenten. Les mer på hvordan filamentvalg påvirker suksessen til 3D-utskriftene dine. Laglinjer er imidlertid de ufravikelige feilpunktene for alle 3D-utskrifter uavhengig av materialet som brukes. Det er derfor viktig å følge disse beste fremgangsmåtene for å forbedre adhesjonen mellom lag.

Utskrift ved tilstrekkelige temperaturer: Kalibrer dysetemperaturen med de nevnte temperaturtårn-testutskriftene. Disse 3D-modellene er designet for å knipses ved hver temperaturseksjon for å sjekke lags adhesjonsstyrke. Dette er den beste måten å finne en balanse mellom utskriftskvalitet og mellomlagsstyrke.

Høy del kjøleviftehastighet: Hvis hastigheten på delkjøleviften er satt for høyt, kan det føre til at lagene avkjøles for raskt, noe som resulterer i dårlig vedheft. Mens raskere delkjøling sikrer penere utskrifter og bedre overheng/støttekvalitet, påvirker dette adhesjonen mellom lag negativt i materialer som ABS, nylon og polykarbonat.

Fuktig filament: Tilstedeværelsen av fuktighet i filamentet fører til at det produseres damp i den varme dysen, som introduserer mikrobobler og hulrom i det ekstruderte materialet. Dette ødelegger ikke bare overflatekvaliteten til et trykk, men gjør dem også sprø. Nybegynnervennlige materialer som PLA og PETG er ikke utsatt for fuktighet, men hygroskopiske filamenter som nylon må tørkes grundig i en filamenttørker før utskrift.

The Four Horsemen of the 3D Printing Apocalypse

Å oppnå vellykkede 3D-utskrifter ender ikke med å sikre god førstelags vedheft. Justering av skriver- og slicerinnstillingene for å redusere disse fire vanlige feilmodusene bør redusere sjansene dine for å møte en mislykket 3D-utskrift betraktelig.