Wat veroorzaakt laagscheiding en scheuren in hoge afdrukken?

Het is een veelvoorkomend probleem bij 3D-printen: er ontstaat een horizontale scheur in een hoog object, waardoor het soms volledig splijt. Dit probleem wordt ' scheiding van de lagen of delaminatie, en dit treedt op wanneer de geprinte lagen niet goed aan elkaar hechtenHogere modellen zijn extra kwetsbaar voor dit probleem vanwege het grote temperatuurverschil tussen de afgekoelde lagen aan de onderkant en de hete, nieuwe lagen die aan de bovenkant worden geëxtrudeerd. Deze handleiding legt de oorzaken van dit probleem uit en biedt duidelijke oplossingen om dit te voorkomen.

Hoe afkoeling de kracht creëert die afdrukken doet scheuren

De enige reden dat grote afdrukken barsten is dat plastic krimpt als het afkoeltDeze krimpende beweging creëert een krachtige opwaartse kracht in de print zelf. Elke oplossing die volgt, is simpelweg een andere manier om deze kracht te beheersen.

Hier ziet u direct hoe deze destructieve kracht, ook wel interne stress genoemd, zich opbouwt:

De eerste lagen onderaan de print koelen af ​​en krimpen. Vervolgens koelt elke nieuwe, hete laag die erbovenop wordt geplaatst ook af en krimpt. Terwijl de laag krimpt, trekt hij echter de reeds gestolde laag eronder omhoog. Naarmate de print hoger wordt, bouwt deze opwaartse trekkracht zich laag na laag op en wordt hij ongelooflijk sterk.

Dit creëert een constante spanning in je print: de interne spanning die de lagen uit elkaar trekt versus de hechting tussen de lagen (de "las") die ze bij elkaar houdt. Er ontstaat een scheur op het moment dat de trekkracht het wint.

Het probleem is dus duidelijk: om scheuren te voorkomen, moet je de balans in jouw voordeel laten doorslaan. Dit betekent dat u óf de interne spanning moet verminderen óf de hechting tussen de lagen moet vergrotenIn het volgende gedeelte worden de meest voorkomende praktische fouten beschreven die dit evenwicht verzwakken, en worden de specifieke oplossingen gegeven om deze te verhelpen.

Oorzaak #1: Tocht en koude lucht koelen de print te snel af

Dit is de meest voorkomende reden voor laagscheiding bij hoge prints. Als de lucht rond de printer te koud of tochtig is, neemt de interne spanning aanzienlijk toe, waardoor het model uit elkaar valt.

Waarom snelle afkoeling interne spanning creëert

Een ongereguleerde kamertemperatuur zorgt ervoor dat elke nieuw geprinte laag te snel afkoelt. Deze snelle afkoeling maximaliseert de krimp, wat op zijn beurt de destructieve trekkracht in de print maximaliseert. Dit effect is precies de reden waarom materialen die bekend staan ​​om hun hoge krimp, zoals ABS, zijn vrijwel onmogelijk om succesvol af te drukken in de open lucht. De koude omgeving creëert de exacte omstandigheden waarin de lagen zich kunnen scheiden.

Hoe dit probleem te identificeren

U kunt er vrijwel zeker van zijn dat een koude omgeving uw grootste probleem is als u het volgende opmerkt:

• Terwijl de print nog loopt, ontstaan ​​er plotseling scheuren.
• Soms hoor je een 'plop'-geluid als een laag wegvalt.
• Het probleem is merkbaar erger in een koude ruimte of als uw printer zich dicht bij een raam, deur of ventilatieopening van de airconditioning bevindt.

De beste oplossing: gebruik een behuizing

De meest effectieve oplossing is veruit om uw printer in een behuizing te plaatsenEen behuizing houdt de warmte vast die door het printbed wordt gegenereerd, waardoor een stabiele en warme luchtbel rond het model ontstaat. Deze verhoogde omgevingstemperatuur houdt het hele object gedurende de hele print aanzienlijk warmer. Door het temperatuurverschil tussen de onderkant en de bovenkant van de print te minimaliseren, vermindert u de interne krimpkrachten aanzienlijk, waardoor de lagen stevig aan elkaar blijven plakken. Om dit te bereiken, kunt u een aparte behuizing over uw huidige printer plaatsen of kiezen voor een printer die al een geïntegreerde behuizing heeft, zoals printer van QIDI TECH.

Oorzaak #2: Uw onderdeelkoelventilator is te agressief

Terwijl het onderdeel koelventilator Is essentieel voor scherpe details en schone overhangen. Te hoog aanbrengen kan de verbinding tussen de lagen ernstig verzwakken, wat leidt tot scheuren. Dit gebeurt omdat de ventilator verhindert dat de lagen goed aan elkaar lassen.

Waarom overmatige koeling scheuren veroorzaakt

Het doel van goede laaghechting is om een ​​hete, gesmolten lijn kunststof op de onderliggende laag af te zetten, waardoor de hitte ze samensmelt tot één sterk geheel. Wanneer de koelventilator van het onderdeel op hoge snelheid draait, koelt deze de nieuwe laag onmiddellijk snel af. Deze snelle stolling verhindert dat de nieuwe laag goed in de vorige smelt.Het resultaat is een zwakke, oppervlakkige verbinding die later gemakkelijk kan worden verbroken door de interne krachten van thermische krimp.

Hoe dit probleem te identificeren

Dit probleem kan subtieler zijn dan milieuproblemen. Belangrijke indicatoren zijn onder meer:

• De afdruk lijkt visueel helder en dimensionaal correct, maar is structureel gezien erg zwak.
• Barsten ontstaan ​​vaak pas nadat de afdruk is voltooid en volledig is afgekoeld tot kamertemperatuur, en niet tijdens het afdrukproces.

De oplossing: pas de ventilatorsnelheid van uw snijmachine aan

U kunt dit probleem oplossen door de ventilatorinstellingen in uw slicersoftware te wijzigen. Er zijn twee hoofdmethoden:

1. Verminder de ventilatorsnelheid: Voor filamenten voor algemeen gebruik zoals PLA Bij koud weer heb je de ventilator vaak niet op 100% nodig. Probeer de snelheid te verlagen naar een bereik van 30-50%. Dit zorgt voor voldoende koeling voor kwalitatieve details zonder dat dit ten koste gaat van de laagsterkte.
2. Schakel de ventilator uit voor specifieke materialen: Voor materialen die zeer temperatuurgevoelig zijn en de neiging hebben krom te trekken, zoals ABS, ASA, en Nylon, is het het beste om de koelventilator van het onderdeel volledig uit te schakelen. De enige uitzondering is om de snijmachine deze te laten inschakelen voor kritieke onderdelen zoals bruggen of steile overhangen, waar dit nodig is om doorzakken te voorkomen.

Oorzaak #3: Het mondstuk is niet heet genoeg om een ​​sterke las te maken

Om de lagen sterk te laten hechten, het filament moet heet genoeg zijn om goed te kunnen versmelten met de laag eronderAls de temperatuur van uw spuitmond te laag is ingesteld, creëert u in feite al vanaf de eerste laag een zwakke afdruk, die gemakkelijk zal barsten onder spanning.

Waarom een ​​sterke las voldoende warmte nodig heeft

Voor een goede laagverbinding moet het hete, geëxtrudeerde plastic het oppervlak van de vorige laag lichtjes opnieuw smelten, waardoor er een sterke las tussen de twee lagen ontstaat. Wanneer de printtemperatuur te laag is, wordt het filament in een halfvaste toestand geëxtrudeerdHet heeft niet genoeg thermische energie om goed te versmelten met de onderliggende laag. In plaats van aan elkaar te lassen, liggen de lagen gewoon op elkaar, wat resulteert in een inherent slechte hechting tussen de lagen.

Hoe dit probleem te identificeren

Het meest voor de hand liggende teken van dit probleem is een algemene zwakte in uw afdrukken, zelfs bij kleine modellen die niet veel spanning dragen. Als u de lagen van een afdruk gemakkelijk met de hand uit elkaar kunt trekken, ongeacht de hoogte, is de afdruktemperatuur waarschijnlijk de boosdoener. De afdruk voelt kwetsbaar aan en de lagen kunnen soms met een vingernagel van elkaar worden gescheiden.

De oplossing: verhoog de temperatuur van het mondstuk voor een betere las

Dit probleem kunt u eenvoudig oplossen via de temperatuurinstellingen van uw snijmachine.

1. Verhoog de temperatuur in stappen: Als eenvoudige test kunt u de temperatuur van uw spuitmond met 5 °C verhogen en een kleine testprint maken. Blijf de temperatuur in stappen van 5 °C verhogen totdat u een significante verbetering ziet in de hechting van de lagen.
2. Temperatuurtoren afdrukken (aanbevolen)De beste manier om de perfecte temperatuur voor een specifieke filamentrol te vinden, is door een "Temperature Tower" te printen. Dit is een speciaal kalibratiemodel dat automatisch print bij verschillende temperaturen op verschillende hoogtes. Zo kunt u de toren fysiek testen en precies zien welke temperatuur de sterkste laagverbinding oplevert, terwijl het er toch goed uitziet.

Oorzaak #4: Uw 3D-printer extrudeert te weinig

Onder-extrusie betekent dat uw printer niet genoeg plastic naar buiten duwt om stevige, sterke lagen te creërenDit tekort aan materiaal resulteert in een zwakke, poreuze structuur die gemakkelijk kan bezwijken. Dit komt niet door de temperatuur, maar simpelweg doordat er niet genoeg plastic is om een ​​goede verbinding te vormen.

Waarom onder-extrusie zwakke lagen veroorzaakt

Voor een sterke verbinding moet een dikke, gesmolten lijn plastic worden aangebracht, zodat deze kan versmelten met de onderliggende laag. Wanneer uw printer onder-extrudeert, zijn de filamentlijnen te dun en kunnen er openingen tussen zitten. Er is simpelweg niet voldoende materiaal om een ​​solide, uniforme laag te creëren, laat staan ​​een sterke verbinding met de vorige. Dit creëert een fundamenteel zwakke en sponsachtige structuur door de hele print.

Hoe onder-extrusie te identificeren

De tekenen van onderextrusie zijn meestal zichtbaar over de gehele print, niet alleen op het punt van falen. Let op de volgende aanwijzingen:

• Het breukpunt lijkt niet zozeer op een schone scheur, maar meer op een sponsachtige of geperforeerde scheiding.
• Er zijn openingen te zien tussen de filamentlijnen op het bovenoppervlak en de wanden.
• De afdruk heeft dunne of onvolledige wanden en een over het algemeen ruwe, onafgewerkte oppervlaktetextuur.

Hoe onder-extrusie te verhelpen

Om onder-extrusie te verhelpen, moet u ervoor zorgen dat uw printer de juiste hoeveelheid materiaal uitperst. Volg deze stappen in de aangegeven volgorde:

1. Kalibreer uw extruder (E-stappen): Dit is de belangrijkste kalibratie voor extrusie. Kalibreren van uw E-stappen Zorgt ervoor dat wanneer de software van uw printer 100 mm filament vraagt, de extrudermotor daadwerkelijk precies 100 mm doorvoert. Dit verhelpt het probleem bij de hardwarebron.
2. Verhoog de stroomsnelheid in uw snijmachine: Als uw E-stappen correct zijn, kunt u de instellingen voor "Flow Rate" of "Extrusion Multiplier" in uw slicer nauwkeurig aanpassen. Een kleine verhoging, bijvoorbeeld van 100% naar 103%, kan helpen compenseren voor een filament dat iets dunner is dan gespecificeerd.
3. Controleer op een gedeeltelijke verstopping van de sproeier: Een zeer veel voorkomende oorzaak van plotselinge of intermitterende onder-extrusie of zelfs stopzetting van de extrusie is een gedeeltelijk verstopte sproeikopAls de afdrukkwaliteit onlangs is afgenomen, voer dan een 'cold pull' uit of gebruik een reinigingsnaald voor de spuitmondjes om eventuele verstoppingen te verhelpen.

Oorzaak #5: Uw filament heeft vocht opgenomen

Veel voorkomende 3D-printfilamenten zijn hygroscopisch, wat betekent dat ze als een spons werken en gemakkelijk vocht uit de lucht absorberen. Wanneer dit vochtige filament wordt geprint, veroorzaakt het ingesloten water problemen die de hechting van de lagen verstoren en het hele onderdeel verzwakken.

Waarom vochtig filament broze afdrukken veroorzaakt

Wanneer er filament met ingesloten vocht in de hete spuitmond komt, kookt het water onmiddellijk en verandert het heftig in stoomDeze kleine explosie creëert luchtbellen en luchtzakken in de geëxtrudeerde kunststoflijn. Deze holtes verkleinen drastisch het oppervlak waarop de lagen zich aan elkaar kunnen hechten. Het resultaat is een onderdeel dat niet alleen zwak is bij de lagen, maar ook broos en structureel aangetast is.

Hoe u een "nat" filament kunt identificeren

Vaak kun je de effecten van nat filament horen en zien tijdens het printproces.

• Hoorbare aanwijzingen: U hoort duidelijke sissende, ploppende of krakende geluiden uit het mondstuk komen als het ingesloten water verdampt.
• Visuele aanwijzingen: Het oppervlak van je print zal niet glad zijn. In plaats daarvan zal het een ruwe, pluizige of zelfs pokdalige textuur hebben.

De oplossing: droog uw filament

De enige manier om dit te verhelpen is door het vocht van de plastic spoel te verwijderen vóór het printen. De meest betrouwbare methoden zijn:

• Met behulp van een speciale filamentdroger.
• Gebruik een voedseldroger die u op de juiste temperatuur voor uw materiaal instelt.

Deze stap is absoluut cruciaal voor materialen zoals PETG, TPU, ABS, en vooral Nylon, omdat ze in slechts enkele uren een aanzienlijke hoeveelheid vocht uit de lucht kunnen opnemen, wat de prestaties negatief kan beïnvloeden.

Laat de balans doorslaan voor sterkere laagverbindingen!

Scheuren in hoge afdrukken zijn bijna altijd het gevolg van één enkele slag: de opwaartse trekkracht van het koelende plastic versus de sterkte van de verbinding die de lagen bij elkaar houdtElke oplossing in deze gids helpt u deze strijd te winnen. Door uw printomgeving, ventilatorsnelheid en nozzletemperatuur te controleren, vermindert u systematisch de vernietigende kracht en verhoogt u de hechtsterkte, wat resulteert in sterke, betrouwbare afdrukken.