Verliest u kostbare filamenten door frequente 3D-printfouten? Hier volgen vier van de meest voorkomende oorzaken van afdrukfouten en hoe u deze kunt vermijden.
Vergeleken met traditionele productie is 3D-printen goedkoper, handiger en zorgt het voor veel minder rommel en minder giftige bijproducten. Het heeft tenslotte prototyping en kleinschalige productie naar onze slaapkamers gebracht. Maar hoewel 3D-printen handig is, is het zeker niet eenvoudig.
Absoluut alles, van onjuiste riemspanning en onjuist aanhaalmoment van het mondstuk tot het verkrijgen ervan één van de honderden slicersoftware-instellingen die verkeerd zijn, kan catastrofaal falen van uw 3D veroorzaken afdrukken. Maar maak je geen zorgen, want we hebben de meest voorkomende oorzaken van 3D-printfouten verzameld, samen met handige tips om deze te vermijden.
1. Bespannen
Het rijgen is misschien geen catastrofale mislukking voor cosmetische 3D-prints, maar dunne slierten plastic die horizontaal over alle lege ruimtes van je model lopen, zijn ook niet effectief. Erger nog, overmatig rijgen kan zelfs problemen met de speling veroorzaken bij functionele afdrukken, vooral als er sprake is van bewegende delen.
Wat veroorzaakt rijgen?
Het lelijke defect treedt op wanneer een 3D-printer er niet in slaagt te voorkomen dat gesmolten filament uit de spuitmond sijpelt terwijl het door de gaten in het 3D-model loopt. Dit fenomeen wordt bepaald door verschillende factoren, variërend van de viscositeit van het gesmolten filament tot de druk die in het mondstuk wordt gegenereerd.
Met andere woorden: printen bij te hoge temperaturen maakt het gemakkelijker voor het filament om uit de spuitmond te sijpelen en rijgen te veroorzaken. Ondertussen zal het niet ontlasten van de spuitmonddruk er ook voor zorgen dat gesmolten plastic voortijdig naar buiten wordt geduwd. De aanwezigheid van vocht in het filament kan ook bijdragen aan het rijgen.
Tot overmaat van ramp zijn bepaalde materialen zoals PETG intrinsiek gevoeliger voor dit 3D-printdefect.
Hoe u het bespannen kunt oplossen: gebruik een lagere temperatuur
Hoe hoger de temperatuur van uw mondstuk, hoe gemakkelijker het is voor het filament om naar buiten te sijpelen, terwijl dat niet zou moeten. Door de juiste spuitmondtemperatuur in te stellen, wordt de juiste filamentviscositeit bereikt, waardoor uw 3D-printer de stroom gesmolten filament nauwkeuriger kan regelen. Gelukkig is er een eenvoudige manier om dit te bereiken.
De meeste moderne slicers zoals PrusaSlicer, of zijn open-source tegenhanger SuperSlicer, hebben ingebouwde temperatuurtorentestmodellen. Gebruik deze kalibratiewizards om de instelling van de mondstuktemperatuur voor het gewenste filament nauwkeurig af te stellen. Met de temperatuurtoren kunt u verschillende delen van het model bij verschillende spuitmondtemperaturen afdrukken.
Dit is perfect voor het vinden van de Goudlokje-zone tussen het maximaliseren van de adhesiesterkte tussen de lagen en het verminderen van rijgen. Maak de testafdruk op verschillende niveaus om te bepalen welke temperatuurinstelling sterk genoeg is voor uw toepassing, terwijl u ook tekenreeksen vermindert.
Hoe u de terugtrekkingsinstellingen kunt afstemmen
Nu we de te hoge spuitmondtemperatuur hebben aangepakt, kunnen we verder gaan met het helpen van uw printer om de spuitmonddruk te verlichten. Het duwen van gesmolten filament uit een kleine opening in het mondstuk vereist veel druk. Als de enorme duwkracht niet op tijd wordt verminderd, zal het filament uit de spuitmond blijven sijpelen en zich manifesteren als rijgen.
Uw slicersoftware heeft voor dit doel een instelling die de terugtrekafstand wordt genoemd. Zoals de naam al doet vermoeden, vermindert het de spuitmonddruk door het filament in de tegenovergestelde richting te trekken. De waarden voor de terugtrekafstand worden gemeten in millimeters en variëren tussen 0,4 mm en 1,2 mm voor extruders met directe aandrijving. Bowden-extruders vereisen echter ergens tussen de 2 mm en 7 mm terugtrekking. Als u niet zeker bent over de extrudertypes, onze uitleg over directe aandrijving en Bowden-extruders zou je gedekt moeten hebben.
De waarde verandert ook met de stijfheid/elasticiteit van het filamentmateriaal. Het afdrukken van kalibratiemodellen die zijn geoptimaliseerd voor terugtrekking is de enige haalbare manier om de juiste instelling voor uw 3D-printer te bepalen. Net als de temperatuurtoren hebben de meeste fatsoenlijke snijmachines ingebouwde terugtrektorens. Zo niet, dan kunt u een intrektoren downloaden van Afdrukbare exemplaren om erachter te komen welke instelling voor de terugtrekafstand het beste voor u werkt.
Naast de terugtrekafstand heeft ook de terugtreksnelheid invloed op de bespanning. Het varieert tussen 25 mm/s en 60 mm/s voor de meeste filamenten, maar het hangt er ook van af of je een directe of Bowden-extruder, terwijl het ook wordt beïnvloed door de taaiheid/elasticiteit van het materiaal afgedrukt. Een te lage snelheid verergert het bespannen, terwijl een te hoge snelheid ervoor zorgt dat het filament door de tandwielen van de extruder wordt opgegeten of zelfs helemaal kapot gaat. Nogmaals, kalibratieafdrukken zijn de beste manier van handelen.
2. Mondstuk verstopt
Nozzle-verstoppingen treden op wanneer het filament niet door de nozzle kan gaan, wat resulteert in onvolledige prints of helemaal geen extrusie. In tegenstelling tot stringing veroorzaakt dit steevast een totale afdrukfout. Het identificeren van de oorzaak van verstopping en het vinden van een oplossing is ook niet zo eenvoudig, vanwege het enorme aantal variabelen dat hierbij betrokken is.
Wat veroorzaakt verstopte spuitmondjes en hoe u deze kunt voorkomen
De complexiteit van een 3D-printerextruder zorgt voor veel faalpunten die kunnen bijdragen aan een verstopte spuitmond. In grote lijnen variëren de primaire oorzaken van mechanische problemen (extruder, mondstuk, verwarming) tot filamentselectie en hanteringspraktijken. Laten we eens kijken naar de meest voorkomende oorzaken.
Gloeidraadkwaliteit: Goedkopere filamenten bevatten waarschijnlijk stof en vuil, dat zich na verloop van tijd in het mondstuk kan ophopen en uiteindelijk kan verstoppen. Het is niet ongewoon om zelfs metaalfragmenten aan te treffen in filamenten die zijn vervaardigd door merken die niet aan de juiste productienormen voldoen. Er is niet veel voor nodig om een gemiddeld mondstuk met een opening van slechts 0,4 mm te verstoppen. Het loont de moeite om hoogwaardige filamenten van gerenommeerde merken te gebruiken. Het verzachten van de negatieve impact van goedkope filamenten is echter eenvoudig als u onze richtlijnen volgt Cold Pull-geleider voor preventief mondstukonderhoud.
Onjuiste spuitmondgrootte: Technische filamenten die koolstofvezel- en glasvezelmengsels gebruiken, kunnen de standaard 0,4 mm-spuitmonden die op de meeste 3D-printers te vinden zijn, gemakkelijk verstoppen. U kunt beter grotere mondstukken van 0,6 mm gebruiken om het risico te verkleinen dat de relatief grote composietmaterialen de kleine opening van een standaard mondstuk blokkeren. Dit advies geldt ook voor hout-, glow-in-dark- en metaalhoudende filamenten.
Overmatige laaghoogte: Dikkere lagen printen sneller, maar als u dit overdrijft, kan uw spuitmondje gemakkelijk verstopt raken. De laaghoogte-instelling mag idealiter niet groter zijn dan 75 procent van uw spuitmondgrootte. Dat betekent dat een laaghoogte van 0,3 mm ongeveer het maximale is dat u veilig kunt gebruiken voor een spuitmond van 0,4 mm.
Het printen van modellen met grotere laaghoogten vereist een radicaal hoge volumetrische filamentstroom, wat onmogelijk is zonder de spuitmondtemperatuur te verhogen. Als er niet voldoende warmte wordt toegevoerd, wordt het voor de extruder onmogelijk om het koude filament uit de spuitmond te duwen.
Hittekruip: Aan de andere kant van het spectrum kan het printen bij te hoge temperaturen ervoor zorgen dat de hitte van de hete kant door de hittebreuk naar de koude kant ‘kruipt’. Nozzle-verstoppingen manifesteren zich telkens wanneer filament aan de verkeerde kant van de heatbreak smelt. Als uw hotend-ventilator niet meer werkt, hoeft u niet eens bijzonder heet te printen omdat laagsmeltende materialen zoals PLA uw spuitmond verstoppen.
Dit kan effectief worden verholpen door vóór het afdrukken de werking van de hotend-ventilator te verifiëren. Het gebruik van heatbreaks van titanium of dunner staal vermindert ook de warmtekruip. Als u PLA in een gesloten printer afdrukt, is het een goed idee om de deur open te houden. Als niets anders werkt, moet u mogelijk upgraden naar een krachtigere hotend-ventilator.
Extruderslijtage: De extrudermotor en het tandwielsamenstel moeten enorme hoeveelheden koppel en grip genereren om het filament door het mondstuk te duwen. Dit geldt vooral bij hoge printsnelheden voor materialen die printen bij hogere temperaturen. Het koppel van verouderde stappenmotoren van de extruder kan na verloop van tijd afnemen, of de tandwielen van de extruder zijn mogelijk versleten. Een combinatie van deze factoren kan bij een oude printer een voldoende afname van de extrusiekracht veroorzaken om een verstopping van de spuitmondjes te veroorzaken.
Als u echter toch een verstopte spuitmond krijgt, is dit onze handige oplossing Gids voor het ontstoppen van de spuitmondjes van de 3D-printer zal van pas komen.
3. Kromtrekken
Kromtrekken ontstaat wanneer de hoeken of randen van een print tijdens het printen loskomen van het printbed. Hoewel dit misschien klinkt als een cosmetisch defect, verpest het de maatnauwkeurigheid voor functionele prints, wat een dealbreaker is. Erger nog, overmatig kromtrekken kan er ook voor zorgen dat de hele print van het bed loslaat en de print kapot maakt.
Wat veroorzaakt kromtrekken?
Het is gemakkelijker om de mechanismen van kromtrekken te begrijpen als je je een miniatuurmuur voorstelt die in ABS wordt geprint. De eerste paar lagen worden bij 260°C op een tot 100°C verwarmd bed gelegd om de hechting te bevorderen. Naarmate de print vordert, zijn de lagen dichtbij het bed op 100°C, terwijl de lagen hogerop een derde van die temperatuur hebben.
De bovenste lagen die in contact komen met koudere omgevingslucht beginnen te krimpen naarmate ze afkoelen, terwijl de hetere onderste lagen nabij het verwarmde bed relatief groter zijn als gevolg van uitzetting. De krimpende toplagen zorgen ervoor dat de hetere lagen nabij het bed opkrullen, wat duidelijk wordt naarmate de hoeken van het bed loskomen.
Hoewel adhesie aan het bed het kromtrekken kan verminderen, gebeurt dit in werkelijkheid door het temperatuurverschil tussen de warme en koude lagen van de print. Dat is precies de reden waarom kromtrekken duidelijker zichtbaar is in technische materialen zoals nylon en ABS die bij aanzienlijk hogere temperaturen worden geprint.
Hoe kromtrekken te voorkomen
Het overbruggen van het bovengenoemde temperatuurverschil is de beste manier om kromtrekken te verminderen. Dat bereiken is gemakkelijker voor ABS-prints, omdat je alleen een afgesloten printkamer nodig hebt. Hierdoor wordt de door het bed gegenereerde warmte vastgehouden, waardoor de kamertemperatuur voor kleinere printers zoals de Voron 0-serie oploopt tot wel 70°C.
Deze methode werkt ook voor meer uitdagende materialen zoals nylon en polycarbonaat. Idealiter zou u de elektronica van uw printer buiten de kamer moeten plaatsen om een lange levensduur te garanderen. Dat gezegd hebbende, kan een eenvoudige behuizing nog steeds niet voorkomen dat extreem grote of hoge prints kromtrekken in een grotere 3D-printer. Op dat moment moet u de printkamer actief verwarmen om deze op zijn minst dichter bij 60 °C te brengen.
Opgemerkt moet worden dat zulke hoge kamertemperaturen niet ideaal zijn voor materialen als PLA en PETG, die bij die temperaturen de neiging hebben zacht te worden. Deze materialen kunnen het beste worden geprint in open 3D-printers, waarbij het bed wordt verwarmd op de glasovergangstemperatuur (verzachting) (tussen 45 °C en 60 °C) om de hechting te bevorderen. Het kromtrekken kan verder worden verminderd door de temperatuur van de spuitmondjes te verlagen, maar dat leidt ook tot zwakkere afdrukken.
Als vuistregel geldt: het toevoegen van randen aan grote platte oppervlakken of tabs aan scherpe hoeken van uw afdrukken verbetert de hechting, omdat hierdoor effectief wordt voorkomen dat het krimpende materiaal de onderkant kromtrekt lagen. Onze gids over verschillende 3D-printoppervlakken (en wanneer u ze moet gebruiken) zal u helpen de hechting van de eerste laag te verbeteren.
4. Laagscheiding of zwakke afdrukken
Laagscheiding of delaminatie treedt op wanneer de lagen van een afdruk niet goed aan elkaar hechten, waardoor gaten of scheuren in de afdruk ontstaan. Een 3D-printer is in wezen een smeltlijmpistool dat wordt bestuurd door een robot. En smeltlijm werkt omdat het, nou ja, heet is.
Op dezelfde manier zal printen bij lagere spuitmondtemperaturen leiden tot mooiere prints die niet veel kromtrekken, maar het gebrek aan warmte verslechtert de hechting tussen de lagen ernstig. Dit leidt tot zwakke afdrukken die gemakkelijk langs de laaglijnen breken.
Hoe u de hechting van lagen kunt verbeteren en zwakke afdrukken kunt voorkomen
De sterkte van uw 3D-print in alle richtingen, behalve langs de laaglijnen, wordt bepaald door de filamentfabrikant. Lees meer op hoe de filamentkeuze het succes van uw 3D-prints beïnvloedt. Laaglijnen zijn echter de onveranderlijke faalpunten voor alle 3D-prints, ongeacht het gebruikte materiaal. Het is daarom van cruciaal belang om deze best practices te volgen om de hechting tussen de lagen te verbeteren.
Afdrukken bij voldoende temperaturen: Kalibreer uw spuitmondtemperatuur met de eerder genoemde temperatuurtorentestprints. Deze 3D-modellen zijn ontworpen om bij elke temperatuursectie te worden vastgeklikt om de hechtsterkte van de laag te controleren. Dit is de beste manier om een evenwicht te vinden tussen printkwaliteit en sterkte van de tussenlaag.
Hoge snelheid van de koelventilator: Als de snelheid van de koelventilator van het onderdeel te hoog is ingesteld, kunnen de lagen te snel afkoelen, wat resulteert in een slechte hechting. Terwijl een snellere koeling van de onderdelen zorgt voor mooiere prints en een betere overhang/ondersteuningskwaliteit, heeft dit een negatieve invloed op de hechting tussen de lagen in materialen zoals ABS, nylon en polycarbonaat.
Vochtig filament: De aanwezigheid van vocht in het filament zorgt ervoor dat er stoom wordt geproduceerd in het hete mondstuk, waardoor microbellen en holtes in het geëxtrudeerde materiaal worden geïntroduceerd. Dit vernietigt niet alleen de oppervlaktekwaliteit van een afdruk, maar maakt ze ook broos. Beginnersvriendelijke materialen zoals PLA en PETG zijn niet gevoelig voor vocht, maar hygroscopische filamenten zoals nylon moeten vóór het printen grondig worden gedroogd in een filamentdroger.
De vier ruiters van de 3D-print-apocalyps
Het realiseren van succesvolle 3D-prints houdt niet op bij het garanderen van een goede hechting van de eerste laag. Door uw printer- en slicerinstellingen af te stemmen om deze vier veelvoorkomende fouten te beperken, zou uw kans op een mislukte 3D-print aanzienlijk moeten worden verkleind.
