3D -tulostussillan selitetyt: ongelmasta ratkaisuun

3D-tulostuksessa usein luodaan osia, jotka ylittävät aukot. Tätä prosessia, jota kutsutaan silloittamiseksi, voi olla melko hankala. Kun tulostin yrittää tulostaa tyhjän tilan poikki, muovi saattaa painua tai se ei liity kunnolla. Tämä opas kattaa kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää silloittamisesta 3D-tulostuksessa. Tarkastelemme, miksi se on tärkeää, miten se tehdään hyvin ja miten korjataan yleisiä ongelmia. Saat hyödyllisiä neuvoja tulosteiden parantamiseen, olitpa sitten aloittelija tai kokenut käyttäjä.

Miten siltaus toimii 3D-tulostuksessa

Siltana 3D-tulostus viittaa rakojen ylittävien muotojen luomiseen ilman tukia. Se on varsin kätevä tekniikka monimutkaisten rakenteiden ja ulokkeiden luomisessa.

Se tekee tämän asettamalla muovia kahden pisteen väliseen tyhjään tilaan silloituksen aikana. Hankalampaa on pitää muovi muodossaan sen ylittäessään raon.

Se alkaa, kun tulostin työntää muovia ulos raon toisesta reunasta. Samalla kun tämä pää liikkuu avoimen tilan yli, se puristaa jatkuvasti muovia ulos. Puristettu muovi jäähtyy ja kovettuu sitä laskettaessa. Kun se saavuttaa toisen puolen, se yhdistyy ja muodostaa sillan. Sitten tulostin lisää päälle yhä useampia kerroksia, jotta silta olisi tukevampi.

Ainoa ongelma on, että hyvän silloituksen aikaansaamiseksi muovin on oltava täsmälleen oikeassa lämpötilassa: riittävän lämmintä venyäkseen raon yli ja riittävän viileää pitääkseen muotonsa. Tämän tasapainon saavuttaminen tekee silloituksesta niin haastavaa ja hyödyllistä 3D-tulostuksessa. Hyvin tehtynä se mahdollistaa monimutkaisten muotojen valmistamisen ilman, että tukia tarvitsee poistaa myöhemmin.

Kolme yleistä siltausongelmaa

Siltojen tekeminen on yleisesti ottaen haasteellista 3D-tulostuksessa. Kolme yleisintä ongelmaa, joita siltojen tekemisessä voi ilmetä, ovat roikkuminen, venyminen ja raot/epätasaisuudet. Jokaisella näistä ongelmista on omat syynsä ja visuaaliset ominaispiirteensä.

1. Roikkuminen

Jos pursotettu materiaali ei pysy suorassa linjassa raon välillä, vaan se painuu tai taipuu alaspäin. Tämä on yleensä selvempää pidemmillä silloilla tai tulostettaessa materiaaleilla, jotka jäähtyvät melko hitaasti. Tämä voi johtaa epämuodostuneeseen lopulliseen muotoon, jonka rakenteellinen eheys on heikentynyt.

Näköhavaintoja roikkumisesta ovat mm.:

• Sillan keskellä on huomattava painauma
• Epätasainen paksuus siltaosuuden poikki
• Aaltoilevat tai epäsäännölliset viivat silta-alueella

2. Kielet

Narujen muodostuminen on ongelma, jossa ohuita muovinauhoja näkyy tulosteen osien välissä, joiden ei pitäisi olla kosketuksissa toisiinsa. Narujen muodostamisen aikana siltauksessa raon poikki muodostuu verkkomainen rakenne. Tämä johtuu yleensä väärästä lämpötilasta tulostuksen aikana tai sopimattomista sisäänvetoasetuksista.

Kielityksen indikaattoreita ovat mm.:

• Hienot muovilangat peittävät silta-alueen
• Avoimissa tiloissa olevat haaroittuneet tai seittimäiset muodostelmat
• Ylimääräistä materiaalia kertyy tulostuspinnalle

3. Aukot ja epäjohdonmukaisuudet

Sillanrakennuksen aukot ja epäjohdonmukaisuudet voivat ilmetä painetun materiaalin väleinä tai epäsäännöllisinä kuvioina. Näitä ongelmia voivat aiheuttaa muun muassa huono pursotus, erilainen jäähdytys ja epäsuhtaiset tulostusnopeudet. Nämä aukot ja epäjohdonmukaisuudet vaarantavat vakavasti sillan rakenteellista eheyttä ja tulosteen yleisilmettä.

Yleisiä merkkejä aukoista ja epäjohdonmukaisuuksista:

• Näkyviä reikiä tai rakoja siltaosassa
• Epäsäännöllinen tai epätasainen pintarakenne
• Epätasainen leveys tai paksuus sillan poikki

Nämä yleiset ongelmat, jotta siltaus voidaan toteuttaa, ratkaistaan yleensä säätämällä erilaisia tulostusasetuksia ja ympäristötekijöitä. Tällaisten ongelmien asianmukainen tunnistaminen on ensimmäinen askel kohti siltausosien laadun parantamista 3D-tulostetuissa esineissä.

Sillanrakennuksen laatuun vaikuttavat tekijät

Siltausprosessin laatu riippuu useista muuttujista. Näistä tärkeimpiä ovat:

1. Materiaaliominaisuudet

Eri materiaalit käyttäytyvät ainutlaatuisesti silloituksessa:

PLA (polymaitohappo): Useimmiten sitä on helpompi silloittaa suhteellisen alhaisen sulamispisteensä ansiosta. Se jähmettyy melko nopeasti, joten se sopii täydellisesti pieniin siltoihin.

• TulostuslämpötilaLämpötila: 190–220 °C.

ABS (akryylinitriilibutadieenistyreeni): Korkeamman sulamispisteen ja vääntymistaipumuksen vuoksi tätä on vaikeampi silloittaa. Tämä vaatii korkeampia lämpötiloja ja suljettua tulostusympäristöä.

• Optimaalinen tulostuslämpötilaLämpötila: 220–250 °C.

PETG (polyetyleenitereftalaattiglykoli): PLA:n ja ABS:n keskitasoa, se ei vääntyile yhtä pahasti kuin ABS, mutta lopputulos on sitkeä.

• Optimaalinen tulostuslämpötilaLämpötila: 230–250 °C.

2. Tulostusasetukset

Puristuslämpötila: Alhaisemmissa lämpötiloissa sillat ovat yleensä parempia, mutta ne voivat aiheuttaa alipursotusta. Aloita materiaalillesi suositellun lämpötila-alueen alapäästä ja säädä tarvittaessa.

Tulostusnopeus: Hitaammat nopeudet (noin 20–30 mm/s) johtavat usein parempaan silloitukseen, mikä antaa materiaalille enemmän aikaa jäähtyä ja jähmettyä.

Jäähdytystuulettimen nopeus: Suuremmat tuulettimen nopeudet parantavat silloittumista jähmettämällä pursotetun materiaalin nopeammin. Käytä PLA:lle 100% tuulettimen nopeus. ABS-jarrut, aloita 0% ja tarvittaessa lisätä vähitellen.

Kerroksen korkeus: Ohuemmat kerrokset (0,1–0,2 mm) tuottavat tyypillisesti vahvempia siltoja pienemmän materiaalipainon ansiosta.

3. Ympäristöolosuhteet

Ympäristön lämpötila: Pidä useimpien materiaalien kanssa huoneenlämpötila vakaana 20–25 °C:n välillä. ABS-muovin tapauksessa korkeampi ympäristön lämpötila (noin 30–35 °C) suljetussa tilassa voi estää vääntymisen.

Kosteus: Säilytä filamentteja kuivassa paikassa. Korkea ilmankosteus voi aiheuttaa epätasaista pursotusta. Käytä tarvittaessa filamenttien kuivainta.

Ilmavirtaus: Minimoi veto tulostusalueella varmistaaksesi tasaisen jäähdytyksen. Suurempien siltojen kohdalla pieni, tulosteeseen suunnattu tuuletin voi kuitenkin auttaa jäähdytyksessä.

Tämän tiedon avulla olet nyt paremmin valmistautunut kohtaamaan haasteita 3D-tulostusprojektitKokeile näitä tekijöitä löytääksesi juuri sinun asetukseesi ja materiaaleihisi sopivan optimaalisen vaihtoehdon.

Kuinka säätää 3D-tulostinta parempien siltojen saamiseksi

Sillanrakennusmenestys riippuu usein tulostimen asetusten hienoista yksityiskohdista.

1. Hidasta sillanrakennusvauhtiasi

Tulostusnopeus on yksi tekijä, joka vaikuttaa siltojen lopputulokseen. Jos se on liian nopea, sillat saattavat painua alas. Jos se on liian hidas, muovi voi kuumentua liikaa.

Siltojen kanssa hyvä lähtökohta on noin 20–30 mm/s ja sitten nopeammin tai hitaammin ulkonäöstä riippuen. Itse asiassa useimmat lyhyet sillat (alle 20 mm) voidaan tulostaa paljon nopeammin, kun taas pidempien siltojen tulostaminen vaatii huomattavasti hitaampaa tulostusta.

2.Alenna suuttimen lämpötilaa

Yksi tärkeimmistä muuttujista hyvien siltojen tulostamisessa on lämpötila. Muovin on oltava tarpeeksi kuumaa, jotta se voidaan tulostaa hyvin, mutta tarpeeksi viileää pitääkseen muotonsa.

Ota muovisi suosittelema alempi lämpötila ja aloita sillä. PLA:n kohdalla aloita noin 190 °C:sta. PETG:n kohdalla käytä noin 230 °C:ta. Jos huomaat rakoja tai kerrokset eivät tartu kovin hyvin, nosta lämpötilaa noin 5 °C kerrallaan.

3. Lisää jäähdytyspuhaltimen nopeutta

Jäähdytys nopeuttaa muovin jähmettymistä ja estää siten sen vääntymisen.

PLA:n ja PETG:n tapauksessa tuulettimen tulee olla päällä maksiminopeudella siltojen tulostuksen aikana; ABS:n tapauksessa sen on oltava pois päältä käynnistyksen aikana. Tätä voidaan tarvittaessa lisätä ajan myötä, mutta varoen, koska se voi johtaa kerrosten epätasaiseen tarttumiseen.

4. Säädä kerroksen korkeutta ja leveyttä

Kunkin kerroksen korkeus ja leveys vaikuttavat siltojen lopputulokseen. Ohuemmat kerrokset luovat yleensä vahvempia siltoja, mutta niiden tulostaminen vie kauemmin.

Kokeile siltojen tekemiseen 0,1–0,2 mm:n kerroskorkeuksia. Ohuemmat kerrokset usein painuvat vähemmän, koska ne ovat kevyempiä.

Kerrosleveyden osalta kokeile tehdä siltapursotuksen leveydeksi 10-20% leveämpi kuin suuttimen koko. Tätä voidaan käyttää rakojen täyttämiseen ja vahvempien liitosten tekemiseen.

Edistyneet strategiat 3D-tulostuksen siltauksen hallitsemiseksi

Nyt kun olemme käyneet läpi perusasiat, tarkastellaanpa edistyneempiä tapoja käsitellä hankalia siltoja. Nämä menetelmät voivat auttaa sinua tulostamaan monimutkaisempia malleja.

1. Tukien strateginen käyttö

Harkitse tukien käyttöä, jos ne ovat yli 50 mm pitkiä tai jyrkempiä kuin 45 astetta. Jos tulostimessasi on kaksi suutinta, voit kokeilla liukoiset tuetNiiden poistaminen on kätevämpää ja viimeistely on sujuvampaa. Tuet vaativat kuitenkin enemmän materiaalia ja tulostusaikaa, joten käytä niitä vain tarvittaessa. Tulostaminen ilman tukia tulisi aina yrittää. Viipalointiohjelman asetusten optimointivaihe käsitellään nyt.

2. Siltojen viipalointiasetusten optimointi

Useimmissa osittajissa on yhdistämisasetukset. Etsi ensin "sillan virtaussuhde" ja aseta se arvoon 80-90% normaalista virtausnopeudestasi. Tämä estää liikaa muovia käyttämästä. Lopuksi, useimmille muille materiaaleille kuin ABS:lle, aseta "sillan ihon tuulettimen nopeus" korkeaksi. Jotkut viipalointilaitteet mahdollistavat sillan viivojen suunnan muuttamisen. Kokeile eri kulmia nähdäksesi, mikä toimii parhaiten mallillesi.

3. Uudelleensuunnittelu parempia siltoja varten

Joskus siltojen tekeminen on helpompaa, jos vain suunnittelet mallisi uudelleen. Jos silloissa on pitkiä rakenteita, kokeile lisätä 3D-malliisi pieniä tukipilareita. Se muuttaa yhden pitkän sillan useiksi lyhyemmiksi. Kokeile myös mallin pyörittämistä. Yksinkertainen käännös voi muuttaa vaikeat ulokkeet hallittaviksi silloiksi. Jos tulostat toiminnallisia osia, lisää siltojen reunoihin viistot reunat tai pyöristetyt kulmat. Tämä voi lisätä lujuutta ja parantaa ulkonäköä.

Ratkaisuja hankaliin siltausongelmiin

Jopa ihanteellisissa olosuhteissa saatat kohdata outoja siltausongelmia. Seuraavassa on ohjeet vaikeasti poistettavien ongelmien tunnistamiseen ja poistamiseen.

Epätavalliset sillan ongelmat, joihin kannattaa kiinnittää huomiota

Perustavanlaatuisen roikkumisen tai narujen lisäksi kannattaa etsiä näitä harvinaisempia ongelmia:

• Harmonikan vaikutus: Sillan pinta on aaltoileva ja epätasainen.
• Curling: Sillan reunat nousevat tai käpertyvät ylöspäin.
• Hauraat sillat: Silta on altis murtumaan tai romahtamaan.
• Epäjohdonmukainen pursotus: Sillassa on vuorotellen paksuja ja ohuita osia.

Aaltoilevan sillan pinnan korjaaminen

Jos siltasi näyttää aaltoilevalta, tarkista ensin, etteivät hihnat ole löysällä tai tulostimen runko tärise. Tarkista, että jäähdytys on tasaista – tuulettimen sijaintia on ehkä muutettava. Joskus siltojen tulostaminen 45° kulmassa X- tai Y-akseliin nähden parantaa pinnan laatua.

Sillan reunojen käpristymisen estäminen

Reunojen käpristymistä varten nosta alustan lämpötilaa hieman muutaman ensimmäisen kerroksen ajaksi. Myös lierin lisääminen tulosteeseen voi auttaa tarttumisessa. Jos tulostat ABS-muoville, tulostaminen suljetussa tilassa estää vedon aiheuttaman käpristymisen.

Vahvempien siltojen tekeminen

Vahvistaaksesi hauraita siltoja, kokeile lisätä täyttöprosenttia siltaa tukevilla alueilla. Hyvin usein merkkien tai tyypin vaihtaminen toimii, koska jotkut ovat yksinkertaisesti vahvempia kuin toiset. PLA-tulosteita voidaan hehkuttaa tulostuksen jälkeen lujuuden lisäämiseksi, mutta tämä vaatii useita ylimääräisiä vaiheita.

Epätasaisen sillan paksuuden ratkaiseminen

Jos sillan paksuus on epätasainen, puhdista suutin tai vaihda se, jos kulunut. Myös osittaiset tukokset kuumapäässä ovat mahdollisia. On myös hyvä suorittaa ekstruuderin askelkalibrointi ja mitata filamentin halkaisija useista kohdista sen tasaisen halkaisijan varmistamiseksi.

Opi paremmin 3D-siltojen tulostamisessa!

Yksi tärkeimmistä 3D-tulostustekniikoista – silloitus – mahdollistaa monimutkaisempien mallien tulostamisen. Tämä opetusohjelma on antanut sinulle yleiskatsauksen silloitusten toiminnasta, yleisistä ongelmista ja niiden korjaamisesta. Voit tuottaa parempia siltoja muokkaamalla tulostusasetuksia, valitsemalla oikean materiaalin ja usein myös säätämällä suunnitteluasi. Jos ilmenee vaikeampia ongelmia, käytä vianmääritysvinkkejä niiden ratkaisemiseksi. Harjoittelemalla pystyt tulostamaan vahvoja ja sileitä siltoja, joiden avulla voit tehdä upeita malleja. 3D-tulosteetAla sisällyttää näitä vinkkejä seuraavaan tulosteeseesi tunteaksesi eron.