Wyjaśnione mostkowanie drukowania 3D: od problemu do rozwiązania

Druk 3D często wiąże się z tworzeniem elementów, które wypełniają szczeliny. Ten proces, zwany mostkowaniem, może być dość trudny. Gdy drukarka próbuje drukować w pustej przestrzeni, plastik może się uginać lub nie łączyć prawidłowo. Ten poradnik zawiera wszystko, co musisz wiedzieć o mostkowaniu w druku 3D. Przyjrzymy się, dlaczego jest to ważne, jak to zrobić dobrze i jak rozwiązać typowe problemy. Otrzymasz przydatne porady, jak ulepszyć swoje wydruki, niezależnie od tego, czy jesteś początkującym, czy doświadczonym użytkownikiem.

Jak działa mostkowanie w druku 3D

Mostkowanie w Drukowanie 3D Odnosi się do tworzenia form obejmujących przerwy bez użycia podpór. Jest to bardzo przydatna technika przy tworzeniu skomplikowanych wzorów i nawisów.

Osiąga się to poprzez nakładanie plastiku na pustą przestrzeń między dwoma punktami podczas procesu łączenia. Trudniejszą częścią jest utrzymanie kształtu plastiku podczas przekraczania szczeliny.

Proces rozpoczyna się, gdy drukarka wypycha plastik z jednej krawędzi szczeliny. Podczas gdy głowica przesuwa się nad otwartą przestrzenią, nieustannie wytłacza plastik. Wytłoczony plastik stygnie i twardnieje podczas nakładania. Po dotarciu do drugiej strony łączy się, tworząc mostek. Następnie drukarka nakłada kolejne warstwy, aby mostek był bardziej solidny.

Jedyny problem polega na tym, że aby uzyskać dobre połączenie, tworzywo sztuczne musi mieć idealną temperaturę: wystarczająco ciepłe, aby rozciągnąć się w szczelinie, i wystarczająco chłodne, aby zachować kształt. Uzyskanie tej równowagi sprawia, że połączenie jest tak trudne, a jednocześnie tak przydatne w druku 3D. Dobrze wykonane, pozwala na tworzenie złożonych kształtów bez konieczności późniejszego usuwania podpór.

Trzy typowe problemy z mostami

Generalnie, tworzenie mostów w druku 3D stanowi wyzwanie. Trzy najczęstsze problemy, z jakimi można się spotkać podczas tworzenia mostów, to uginanie się, zaciąganie oraz szczeliny/niespójności. Każdy z tych problemów ma swoje przyczyny i cechy wizualne.

1. Obwisanie

Jeśli zamiast zachować prostą linię między szczelinami, wytłaczany materiał ugina się lub wygina w dół. Jest to bardziej widoczne w przypadku dłuższych mostków lub podczas drukowania z materiałów o dość wolnym stygnięciu. Może to prowadzić do deformacji kształtu końcowego i obniżenia integralności strukturalnej.

Do widocznych oznak zwiotczenia należą::

• Zauważalne zagłębienie w środkowej części mostu
• Nierównomierna grubość na całej długości mostkowanej części
• Faliste lub nieregularne linie w obszarze mostu

2. Naciąganie

Nitkowanie to problem polegający na tym, że cienkie paski plastiku są widoczne między fragmentami wydruku, które nie powinny się ze sobą stykać. Podczas procesu nitkowania w mostku, w poprzek szczeliny tworzy się struktura przypominająca pajęczynę. Jest to zazwyczaj spowodowane niewłaściwą temperaturą podczas drukowania lub niewłaściwymi ustawieniami cofania.

Wskaźniki naciągu obejmują::

• Cienkie nitki z tworzywa sztucznego pokrywające obszar mostu
• Smugi lub formacje przypominające pajęczyny na otwartych przestrzeniach
• Nadmiar materiału gromadzący się na powierzchni wydruku

3. Luki i niespójności

Luki i nierównomierności w mostkach mogą objawiać się lukami lub nieregularnymi wzorami na zadrukowanym materiale. Przyczynami tych problemów mogą być między innymi słabe wytłaczanie, nierównomierne chłodzenie i niedopasowanie prędkości druku. Te luki i nierównomierności poważnie zagrażają integralności strukturalnej mostka i ogólnemu wyglądowi wydruku.

Typowe oznaki luk i niespójności:

• Widoczne otwory lub przestrzenie w części mostkowanej
• Nieregularna lub nierówna tekstura powierzchni
• Nierównomierna szerokość lub grubość na całej długości mostu

Aby mostkowanie było możliwe, te powszechne problemy zazwyczaj rozwiązuje się poprzez dostosowanie różnych ustawień drukowania i czynników środowiskowych. Prawidłowa identyfikacja tych problemów to pierwszy krok w kierunku poprawy jakości mostkowanych sekcji w obiektach drukowanych w technologii 3D.

Czynniki wpływające na jakość mostów

Jakość procesu mostowania zależy od szeregu zmiennych. Do najważniejszych z nich należą:

1. Właściwości materiału

Różne materiały zachowują się w sposób odmienny podczas łączenia:

PLA (kwas polimlekowy): W większości przypadków łatwiej jest nim mostkować ze względu na stosunkowo niższą temperaturę topnienia. Szybko krzepnie, co czyni go idealnym do małych mostów.

• Temperatura drukowania: 190-220°C.

ABS (akrylonitryl-butadien-styren): Ze względu na wyższą temperaturę topnienia i tendencję do odkształcania, trudniej jest je zmostkować. Wymaga to wyższych temperatur i zamkniętego środowiska drukowania.

• Optymalna temperatura drukowania: 220-250°C.

PETG (politereftalan etylenu, glikol): Dobry środek między PLA i ABS, nie odkształca się tak bardzo jak ABS, ale daje włóknisty efekt.

• Optymalna temperatura drukowania: 230-250°C.

2. Ustawienia drukowania

Temperatura wytłaczania: Niższe temperatury zazwyczaj zapewniają lepsze mostki, ale mogą powodować niedostateczne wytłaczanie. Zacznij od dolnej granicy zalecanego zakresu temperatur dla danego materiału i dostosuj go w razie potrzeby.

Prędkość drukowania: Niższe prędkości (około 20–30 mm/s) często skutkują lepszym połączeniem, dając materiałowi więcej czasu na ostygnięcie i zestalenie.

Prędkość wentylatora chłodzącego: Wyższe prędkości wentylatora poprawiają mostkowanie poprzez szybkie utwardzanie wytłaczanego materiału. W przypadku PLA należy ustawić 100% prędkości wentylatora. ABSZacznij od 0% i stopniowo zwiększaj wartość, jeśli to konieczne.

Wysokość warstwy: Cieńsze warstwy (0,1-0,2 mm) zwykle dają mocniejsze mostki ze względu na mniejszą wagę materiału.

3. Warunki środowiskowe

Temperatura otoczenia: W przypadku większości materiałów należy utrzymywać stabilną temperaturę pokojową w zakresie 20–25°C. W przypadku ABS wyższa temperatura otoczenia (około 30–35°C) w zamkniętej przestrzeni może zapobiegać odkształcaniu.

Wilgotność: Przechowuj filamenty w suchym miejscu. Wysoka wilgotność może powodować nierównomierne wytłaczanie. W razie potrzeby użyj suszarki do filamentów.

Przepływ powietrza: Zminimalizuj przeciągi w obszarze drukowania, aby zapewnić równomierne chłodzenie. Jednak w przypadku większych mostów, mały wentylator skierowany na wydruk może pomóc w chłodzeniu.

Uzbrojony w tę wiedzę jesteś teraz lepiej przygotowany do stawiania czoła wyzwaniom związanym z budowaniem mostów w swoim życiu. Projekty druku 3D. Poeksperymentuj z tymi czynnikami, aby znaleźć optymalne rozwiązanie dla konkretnej konfiguracji i materiałów.

Jak dostosować drukarkę 3D, aby uzyskać lepsze mosty

Sukces często zależy od szczegółowych ustawień drukarki.

1. Zwolnij prędkość pokonywania mostów

Prędkość drukowania to jeden z czynników wpływających na jakość wydruków. Zbyt duża prędkość może spowodować ugięcie się mostów. Zbyt mała prędkość może spowodować nadmierne nagrzanie się plastiku.

W przypadku mostów dobrym punktem wyjścia jest około 20-30 mm/s, a następnie można je zwiększać lub zmniejszać, w zależności od wyglądu. W rzeczywistości większość krótkich mostów (poniżej 20 mm) można drukować znacznie szybciej, podczas gdy dłuższe wymagają znacznie wolniejszej prędkości.

2.Obniż temperaturę dyszy

Jedną z najważniejszych zmiennych przy drukowaniu dobrych mostów jest temperatura. Plastik powinien być wystarczająco gorący, aby drukować dobrze, ale jednocześnie wystarczająco chłodny, aby zachować swój kształt.

Zastosuj zalecaną dolną temperaturę dla swojego tworzywa sztucznego i zacznij od niej. W przypadku PLA spróbuj zacząć od około 190°C. W przypadku PETG użyj około 230°C. Jeśli zauważysz szczeliny lub warstwy nie będą się dobrze trzymać, zwiększaj temperaturę o około 5°C na raz.

3. Zwiększ prędkość wentylatora chłodzącego

Chłodzenie pomaga w szybkim stwardnieniu tworzywa sztucznego, dzięki czemu zapobiega się jego uginaniu.

W przypadku PLA i PETG wentylator powinien być WŁĄCZONY i pracować z maksymalną prędkością podczas drukowania mostków; w przypadku ABS musi być WYŁĄCZONY podczas rozruchu; w razie potrzeby można to zwiększyć z czasem, jednak należy zachować ostrożność, ponieważ może to spowodować, że warstwy nie będą się prawidłowo przyklejać.

4. Dostosuj wysokość i szerokość warstwy

Wysokość i szerokość każdej warstwy wpływają na to, jak powstają mostki. Cieńsze warstwy zazwyczaj tworzą mocniejsze mostki, ale ich drukowanie zajmuje więcej czasu.

W przypadku mostów należy stosować warstwy o wysokości od 0,1 mm do 0,2 mm. Cieńsze warstwy często mniej się uginają, ponieważ są lżejsze.

Aby uzyskać szerokość warstwy, spróbuj ustawić szerokość wytłaczania mostkowego o 10-20% większą niż rozmiar dyszy. Można to wykorzystać do wypełnienia szczelin i uzyskania mocniejszych połączeń.

Zaawansowane strategie opanowania mostów druku 3D

Skoro omówiliśmy już podstawy, przyjrzyjmy się bardziej zaawansowanym metodom obróbki skomplikowanych mostów. Te metody pomogą Ci drukować bardziej złożone modele.

1. Strategiczne wykorzystanie podpór

Rozważ użycie podpór, jeśli są dłuższe niż 50 mm lub nachylone pod kątem większym niż 45 stopni. Jeśli Twoja drukarka ma dwie dysze, możesz spróbować… rozpuszczalne nośnikiIch usunięcie jest wygodniejsze, a wykończenie płynniejsze. Jednak podpory wymagają dodatkowego materiału i czasu drukowania, dlatego należy ich używać tylko wtedy, gdy jest to naprawdę konieczne. Zawsze należy starać się drukować bez podpór. Teraz omówimy krok optymalizacji ustawień Slicera.

2. Optymalizacja ustawień slicera dla mostów

Większość slicerów ma ustawienia mostkowania. Najpierw znajdź „współczynnik przepływu mostu„i ustaw go na 80-90% normalnego przepływu. Zapobiega to zużyciu zbyt dużej ilości plastiku. Na koniec, w przypadku większości materiałów innych niż ABS, ustaw „prędkość wentylatora powłoki mostka” na wysoką. Niektóre slicery pozwalają na zmianę kierunku linii mostka. Poeksperymentuj z różnymi kątami, aby sprawdzić, co najlepiej sprawdzi się w Twoim modelu.

3. Przeprojektowywanie dla lepszych mostów

Czasami tworzenie mostów jest łatwiejsze, jeśli po prostu przeprojektujesz model. Jeśli występują długie mosty, spróbuj dodać małe filary podporowe do modelu 3D. To zamieni jeden długi most w kilka krótszych. Spróbuj również obrócić model. Prosty obrót może zmienić trudne nawisy w łatwe w obsłudze mosty. Jeśli drukujesz części funkcjonalne, dodaj ścięte krawędzie lub zaokrąglone rogi do krawędzi mostów. To może zwiększyć wytrzymałość i poprawić wygląd.

Rozwiązania trudnych problemów z mostami

Nawet w idealnych warunkach mogą wystąpić nietypowe problemy z mostkowaniem. Poniżej znajdziesz wskazówki, jak zidentyfikować i wyeliminować trudne do wyeliminowania problemy.

Nietypowe problemy z mostem, na które należy zwrócić uwagę

Oprócz podstawowego zwiotczenia lub naciągania, zwróć uwagę na te mniej powszechne problemy:

• Efekt akordeonu: Most ma falistą, nierówną powierzchnię.
• Wijący się: Krawędzie mostu unoszą się lub podwijają ku górze.
• Kruche mosty: Most jest podatny na pękanie i kruszenie.
• Niespójne wytłaczanie: Most ma naprzemiennie grube i cienkie sekcje.

Naprawa falistej powierzchni mostu

Jeśli mostek ma falisty wygląd, sprawdź najpierw, czy paski nie są luźne lub czy rama drukarki się nie trzęsie. Sprawdź, czy chłodzenie jest równomierne – może być konieczna zmiana położenia wentylatora. Czasami drukowanie mostków pod kątem 45° do osi X lub Y poprawia jakość powierzchni.

Zapobieganie zwijaniu się krawędzi mostka

Aby uzyskać zawinięte krawędzie, należy nieznacznie zwiększyć temperaturę stołu przez pierwsze kilka warstw. Dodanie brzegów do wydruku może również poprawić przyczepność. Jeśli drukujesz z ABS, drukowanie w komorze zapobiega zawijaniu się papieru pod wpływem przeciągów.

Budowanie mocniejszych mostów

Aby wzmocnić kruche mosty, spróbuj zwiększyć procent wypełnienia w obszarach, które je podtrzymują. Bardzo często zmiana marki lub rodzaju materiału sprawdza się, ponieważ niektóre są po prostu mocniejsze od innych. Wydruki z PLA można wygrzewać po druku w celu zwiększenia wytrzymałości, ale wymaga to kilku dodatkowych czynności.

Rozwiązywanie problemu nierównej grubości mostu

Jeśli grubość mostka jest nierównomierna, spróbuj wyczyścić dyszę lub wymienić ją, jeśli jest zużyta. Możliwe są również częściowe zapchania głowicy. Dobrym pomysłem jest również przeprowadzenie kalibracji krokowej ekstrudera i zmierzenie średnicy filamentu w kilku punktach, aby upewnić się, że ma on jednolitą średnicę.

Stań się lepszy w drukowaniu mostów w technologii 3D!

Jedna z najważniejszych technik druku 3D – mostkowanie – umożliwia drukowanie bardziej złożonych projektów. Ten samouczek przedstawia przegląd działania mostkowania, często występujących problemów i sposobów ich rozwiązania. Możesz tworzyć lepsze mostki, modyfikując ustawienia drukowania, wybierając odpowiedni materiał, a często także dostosowując projekt. Jeśli pojawią się trudniejsze problemy, zastosuj wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów, aby je rozwiązać. Z czasem będziesz w stanie drukować wytrzymałe i gładkie mostki, co pozwoli Ci tworzyć bardziej niesamowite projekty. Wydruki 3DZacznij stosować te wskazówki przy następnym wydruku, aby poczuć różnicę.