Quali sono le cause della separazione degli strati e delle crepe nelle stampe alte?

È un problema comune nella stampa 3D: una crepa orizzontale appare in un oggetto alto, a volte spaccandolo completamente. Questo guasto è chiamato separazione o delaminazione degli strati, che si verifica quando gli strati stampati non riescono a legarsi correttamente tra loroI modelli più alti sono particolarmente vulnerabili a questo problema a causa dell'ampio intervallo di temperatura tra gli strati raffreddati nella parte inferiore e i nuovi strati caldi estrusi nella parte superiore. Questa guida spiega le cause di questo problema e fornisce soluzioni chiare per prevenirlo.

Come il raffreddamento crea la forza che crea crepe nelle stampe

L'unica ragione per cui le stampe alte si rompono è che la plastica si restringe raffreddandosiQuesta azione di restringimento crea una potente forza di trazione verso l'alto all'interno della stampa stessa. Ogni soluzione che segue è semplicemente un modo diverso di gestire questa forza.

Ecco uno sguardo diretto a come si accumula questa forza distruttiva, nota come stress interno:

I primi strati nella parte inferiore della stampa si raffreddano e si restringono. Poi, ogni nuovo strato caldo sovrapposto si raffredda e si restringe. Mentre si restringe, tuttavia, esercita una trazione verso l'alto sullo strato sottostante già solidificato. Man mano che la stampa aumenta di altezza, questa forza di trazione verso l'alto si accumula, strato dopo strato, diventando incredibilmente forte.

Questo crea un continuo tira e molla all'interno della stampa: la tensione interna che separa gli strati, contro l'adesione interstrato (la "saldatura") che li tiene insieme. Nel momento in cui la forza di trazione prevale, si forma una crepa.

Quindi, il problema è chiaro. Per prevenire le crepe, bisogna far pendere la bilancia a proprio favore. Ciò significa che è necessario ridurre lo stress interno o aumentare l'adesione interstratoLa sezione successiva descrive gli errori pratici più comuni che indeboliscono questo equilibrio e fornisce le soluzioni specifiche per risolverli.

Causa n. 1: correnti d'aria e aria fredda raffreddano la stampa troppo rapidamente

Questa è la causa più comune della separazione degli strati nelle stampe alte. Se l'aria che circonda la stampante è troppo fredda o troppo fredda, aumenta notevolmente lo stress interno che separa il modello.

Perché il raffreddamento rapido crea stress interno

Una temperatura ambiente non regolata costringe ogni strato appena stampato a raffreddarsi troppo rapidamente. Questo raffreddamento rapido massimizza la quantità di restringimento, che a sua volta massimizza la forza di trazione distruttiva all'interno della stampa. Questo effetto è esattamente il motivo per cui materiali noti per l'elevato restringimento, come ABS, sono quasi impossibili da stampare con successo all'aria aperta. L'ambiente freddo crea le condizioni esatte affinché si verifichi la separazione degli strati.

Come identificare questo problema

Puoi essere abbastanza certo che il tuo problema principale sia un ambiente freddo se noti quanto segue:

• Le crepe compaiono improvvisamente mentre la stampa è ancora in corso.
• A volte si sente un suono "pop" udibile quando uno strato cede.
• Il problema è notevolmente più grave in una stanza fredda o se la stampante si trova vicino a una finestra, una porta o una bocchetta dell'aria condizionata.

La soluzione migliore: utilizzare un recinto

Di gran lunga la soluzione più efficace è quella di posizionare la stampante all'interno di un contenitoreUn involucro intrappola il calore generato dal piano di stampa, creando una sacca d'aria stabile e calda attorno al modello. Questa temperatura ambiente elevata mantiene l'intero oggetto molto più caldo per tutta la durata della stampa. Riducendo al minimo la differenza di temperatura tra il fondo e la parte superiore della stampa, si riducono drasticamente le forze di restringimento interne, consentendo agli strati di rimanere saldamente fusi insieme. Per ottenere questo risultato, è possibile posizionare un involucro separato sulla stampante attuale o scegliere una stampante che sia già dotata di un involucro integrato, come stampante da QIDI TECNOLOGIA.

Causa n. 2: la ventola di raffreddamento del componente è troppo aggressiva

Mentre la parte ventola di raffreddamento È essenziale per dettagli nitidi e sporgenze pulite. Un'altezza eccessiva può indebolire gravemente il legame tra gli strati, causando crepe. Questo accade perché la ventola impedisce agli strati di saldarsi correttamente.

Perché il raffreddamento eccessivo provoca crepe

L'obiettivo di una buona adesione degli strati è depositare una linea di plastica fusa e calda sullo strato sottostante, consentendo al calore di fonderli in un unico pezzo resistente. Quando la ventola di raffreddamento del componente gira ad alta velocità, raffredda rapidamente il nuovo strato all'istante. Questa rapida solidificazione impedisce al nuovo strato di fondersi correttamente con quello precedenteIl risultato è un legame debole e superficiale che può essere facilmente sciolto in seguito dalle forze interne della contrazione termica.

Come identificare questo problema

Questo problema può essere più sottile rispetto ai problemi ambientali. Gli indicatori chiave includono:

• La stampa appare visivamente pulita e dimensionalmente accurata, ma è strutturalmente molto debole.
• Spesso le crepe compaiono dopo che la stampa è terminata e si è completamente raffreddata a temperatura ambiente, anziché durante il processo di stampa.

La soluzione: regola la velocità della ventola nel tuo slicer

Puoi risolvere questo problema modificando le impostazioni della ventola nel tuo software di slicer. Esistono due approcci principali:

1. Ridurre la velocità della ventola: Per filamenti di uso generale come PLA Quando fa freddo, spesso non è necessario che la ventola sia al 100%. Prova a ridurre la velocità a un intervallo del 30-50%. In questo modo, il raffreddamento è sufficiente per dettagli di qualità senza compromettere la resistenza dello strato.
2. Spegnere la ventola per materiali specifici: Per materiali molto sensibili alla temperatura e soggetti a deformazioni, come ABS, ASAe Nylon, è meglio spegnere completamente la ventola di raffreddamento del pezzo. L'unica eccezione è consentire all'affettatrice di accenderla per caratteristiche critiche come ponti o sporgenze ripide, dove è necessario per evitare cedimenti.

Causa n. 3: l'ugello non è abbastanza caldo per creare una saldatura resistente

Per far sì che gli strati si leghino saldamente, il filamento deve essere sufficientemente caldo da fondersi correttamente con lo strato sottostanteSe la temperatura dell'ugello è impostata troppo bassa, si otterrà sostanzialmente una stampa debole fin dal primo strato, che si romperà facilmente sotto stress.

Perché una saldatura forte richiede calore sufficiente

Per una corretta adesione degli strati è necessario che la plastica calda ed estrusa fonda leggermente la superficie dello strato precedente, creando una saldatura solida tra di essi. Quando la temperatura di stampa è troppo bassa, il filamento viene estruso in uno stato semisolidoNon ha abbastanza energia termica per fondersi correttamente con lo strato sottostante. Invece di saldarsi, gli strati si limitano a sovrapporsi, con conseguente scarsa adesione interstrato.

Come identificare questo problema

Il segno più evidente di questo problema è una debolezza generale delle stampe, anche su modelli piccoli che non sono sottoposti a particolari sollecitazioni. Se riesci a separare facilmente gli strati di una stampa a mano, indipendentemente dalla sua altezza, la causa più probabile è la temperatura di stampa. La stampa sembra fragile e a volte gli strati possono essere separati con un'unghia.

La soluzione: aumentare la temperatura dell'ugello per una saldatura migliore

La risoluzione di questo problema è semplice e può essere effettuata tramite le impostazioni di temperatura dell'affettatrice.

1. Aumentare la temperatura gradualmente: Per un semplice test, aumenta la temperatura dell'ugello di 5 °C ed esegui una piccola stampa di prova. Continua ad aumentare la temperatura con incrementi di 5 °C finché non noti un miglioramento significativo nella tenuta degli strati.
2. Stampa una torre di temperatura (consigliato): Il modo migliore per trovare la temperatura perfetta per una specifica bobina di filamento è stampare una "Torre di Temperatura". Si tratta di uno speciale modello di calibrazione che stampa automaticamente a diverse temperature e altezze. Questo permette di testare fisicamente la torre e vedere esattamente quale temperatura garantisce la migliore adesione degli strati, mantenendo un aspetto gradevole.

Causa n. 4: la stampante 3D sta estrudendo in modo insufficiente

La sottoestrusione significa che la stampante non spinge fuori abbastanza plastica per creare strati solidi e resistentiQuesta carenza di materiale si traduce in una struttura debole e porosa che può facilmente rompersi, non a causa della temperatura, ma semplicemente perché non c'è abbastanza plastica per formare un legame adeguato.

Perché la sottoestrusione causa strati deboli

Per un legame forte, è necessario stendere una spessa linea di plastica fusa in modo che possa fondersi con lo strato sottostante. Quando la stampante esegue un'estrusione insufficiente, le linee di filamento sono troppo sottili e potrebbero esserci degli spazi tra di esse. Semplicemente non c'è materiale sufficiente per creare uno strato solido e uniforme, per non parlare di una saldatura salda con quello precedente. Questo crea una struttura fondamentalmente debole e spugnosa in tutta la stampa.

Come identificare la sottoestrusione

I segni di sottoestrusione sono solitamente visibili su tutta la stampa, non solo nel punto di rottura. Cercate questi indizi:

• Il punto di rottura assomiglia meno a una crepa netta e più a una separazione spugnosa o perforata.
• Si possono vedere degli spazi tra le linee del filamento sulla superficie superiore e sulle pareti.
• La stampa presenta pareti sottili o incomplete e una superficie generalmente ruvida e non rifinita.

Come risolvere la sottoestrusione

Per correggere la sottoestrusione è necessario assicurarsi che la stampante stia estrudendo la giusta quantità di materiale. Seguire questi passaggi nell'ordine indicato:

1. Calibrare l'estrusore (E-Steps): Questa è la calibrazione più importante per l'estrusione. Calibrare il tuo E-steps garantisce che quando il software della stampante richiede 100 mm di filamento, il motore dell'estrusore ne spinga effettivamente esattamente 100 mm. Questo risolve il problema all'origine hardware.
2. Aumenta la portata nella tua affettatrice: Se i tuoi E-step sono corretti, puoi apportare piccole modifiche utilizzando le impostazioni "Flow Rate" o "Extrusion Multiplier" nello slicer. Un piccolo aumento, ad esempio dal 100% al 103%, può aiutare a compensare un filamento leggermente più sottile del previsto.
3. Controllare se l'ugello è parzialmente ostruito: Una causa molto comune di sottoestrusione improvvisa o intermittente o addirittura cessazione dell'estrusione è parzialmente ugello intasatoSe la qualità di stampa è peggiorata di recente, eseguire un "cold pull" o utilizzare un ago per la pulizia degli ugelli per eliminare eventuali ostruzioni.

Causa n. 5: il filamento ha assorbito umidità

Molti comuni Filamenti per stampa 3D sono igroscopici, il che significa che agiscono come una spugna e assorbono facilmente l'umidità dall'aria. Quando questo filamento umido viene stampato, l'acqua intrappolata causa problemi che compromettono l'adesione degli strati e rendono l'intero pezzo fragile.

Perché il filamento umido crea stampe fragili

Quando il filamento con l'umidità intrappolata entra nell'ugello caldo, l'acqua bolle istantaneamente e si trasforma violentemente in vaporeQuesta minuscola esplosione crea bolle e sacche d'aria all'interno della linea di estrusione in plastica. Questi vuoti riducono drasticamente la superficie disponibile per l'adesione degli strati. Il risultato è un componente che non solo risulta debole lungo le linee di giunzione, ma risulta anche fragile e strutturalmente compromesso in tutto il suo perimetro.

Come identificare il filamento "bagnato"

Durante il processo di stampa è spesso possibile sentire e vedere gli effetti di un filamento bagnato.

• Indizi udibili: Si sentiranno dei sibili, scoppiettii o crepitii distinti provenire dall'ugello mentre l'acqua intrappolata evapora.
• Indizi visivi: La superficie della stampa non sarà liscia. Avrà invece una consistenza ruvida, sfocata o addirittura butterata.

La soluzione: asciugare il filamento

L'unico modo per risolvere questo problema è rimuovere l'umidità dalla bobina di plastica prima di stampare. I metodi più affidabili sono:

• Utilizzando un dedicato essiccatore a filamento.
• Utilizzare un essiccatore per alimenti impostato alla temperatura adatta al materiale.

Questo passaggio è assolutamente critico per materiali come PETG, TPU, ABS, e in particolare il Nylon, poiché possono assorbire in poche ore una notevole quantità di umidità dall'aria che ne compromette le prestazioni.

Fai pendere la bilancia verso legami più forti tra gli strati!

Le crepe nelle stampe alte sono quasi sempre dovute a una singola battaglia: la forza di trazione verso l'alto della plastica di raffreddamento rispetto alla forza del legame che tiene insieme gli stratiOgni soluzione proposta in questa guida ti aiuterà a vincere questa battaglia. Controllando l'ambiente di stampa, la velocità della ventola e la temperatura dell'ugello, puoi ridurre sistematicamente la forza distruttiva, aumentando al contempo la resistenza dell'adesione, ottenendo stampe resistenti e affidabili.