Wyjaśnione mostkowanie drukowania 3D: od problemu do rozwiązania

Drukowanie 3D często wiąże się z tworzeniem części, które łączą szczeliny. Ten proces, zwany mostkowaniem, może być dość trudny. Gdy drukarka próbuje drukować w pustej przestrzeni, plastik może się ugiąć lub nie połączyć się prawidłowo. Ten przewodnik obejmuje wszystko, co musisz wiedzieć o mostkowaniu w drukowaniu 3D. Przyjrzymy się, dlaczego jest to ważne, jak to zrobić dobrze i jak rozwiązać typowe problemy. Otrzymasz pomocne 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 dość poręczna technika przy próbie tworzenia złożonych projektów i nawisów.

Robi to poprzez położenie plastiku na pustej przestrzeni między dwoma punktami podczas procesu łączenia. Trudniejszą częścią jest to, jak utrzymać plastik w kształcie, gdy przekracza on szczelinę.

Rozpoczyna się, gdy drukarka wypycha plastik na jednym końcu szczeliny. Podczas gdy głowica ta przekracza otwartą przestrzeń, nieustannie wytłacza plastik. Wytłoczony plastik stygnie i twardnieje podczas układania. Kiedy dociera do drugiej strony, łączy się, tworząc w ten sposób most. Następnie drukarka nakłada coraz więcej warstw na wierzch, aby most był bardziej solidny.

Jedyną rzeczą jest to, że dla dobrego mostkowania plastik musi mieć dokładnie odpowiednią temperaturę: wystarczająco ciepły, aby rozciągnąć się przez szczelinę, wystarczająco chłodny, aby zachować swój kształt. Uzyskanie tej równowagi sprawia, że ​​mostkowanie jest tak trudne i tak przydatne w druku 3D. Gdy jest dobrze wykonane, pozwala na tworzenie złożonych kształtów bez konieczności późniejszego usuwania podpór.

Trzy typowe problemy z mostkowaniem

Ogólnie rzecz biorąc, mostkowanie jest wyzwaniem w przypadku druku 3D. Trzy najczęstsze problemy, jakie można napotkać podczas próby tworzenia mostów, to uginanie się, sznurowanie i przerwy/niespójności. Każdy z tych problemów będzie miał odrębne przyczyny i cechy wizualne.

1. Obwisanie

Jeśli zamiast utrzymywać prostą linię między szczeliną, wytłaczany materiał zwisa lub wygina się w dół. Ma to tendencję do bycia bardziej widocznym przy dłuższych mostkach lub podczas drukowania z materiałów, które stygną raczej wolno. Może to prowadzić do zdeformowanego kształtu końcowego o niższej integralności strukturalnej.

Do widocznych oznak zwiotczenia zalicza się::

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

2. Naciąganie

Sznurowanie to problem, w którym cienkie paski plastiku są widoczne między częściami wydruku, które nie powinny się ze sobą stykać. Podczas procesu sznurowania w mostkowaniu, dochodzi do formowania się struktury przypominającej sieć w poprzek szczeliny. Zwykle jest to spowodowane niewłaściwą temperaturą podczas drukowania lub niewłaściwymi ustawieniami cofania.

Wskaźniki naciągu obejmują::

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

3. Luki i nieścisłości

Luki i niespójności w mostkowaniu mogą objawiać się jako odstępy lub nieregularne wzory w zadrukowanym materiale. Niektóre z przyczyn, które mogą powodować te problemy, obejmują słabe wytłaczanie, różnicowe chłodzenie i niedopasowane prędkości drukowania. Te luki i niespójności poważnie naruszają integralność strukturalną mostka i ogólny wygląd wydruku.

Typowe oznaki luk i niespójności:

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

Te powszechne problemy, aby mostkowanie mogło zostać zrealizowane, są zazwyczaj przezwyciężane poprzez dostosowanie różnych ustawień drukowania i czynników środowiskowych. Prawidłowa identyfikacja takich problemów jest pierwszym krokiem w kierunku poprawy jakości mostkowanych sekcji w obiektach drukowanych w technologii 3D.

Czynniki wpływające na jakość mostów

Jakość procesu pomostowego zależy od zestawu zmiennych. Najważniejsze z nich to:

1. Właściwości materiału

Różne materiały zachowują się w sposób odmienny podczas łączenia:

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

• Temperatura drukowania: 190-220°C.

ABS (akrylonitryl-butadien-styren): Przy wyższej temperaturze topnienia i tendencji do odkształcania się trudniej jest to połączyć. Wymagane są wyższe temperatury i zamknięte środowisko drukowania.

• Optymalna temperatura drukowania: 220-250°C.

PETG (politereftalan etylenu, glikol): Dobry środek pomiędzy 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 dają lepsze mostki, ale mogą powodować niedostateczne wytłaczanie. Zacznij od niższego zakresu temperatur zalecanego dla twojego materiału i dostosuj w razie potrzeby.

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

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

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

3. Warunki środowiskowe

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

Wilgotność: Przechowuj filamenty w suchym środowisku. Wysoka wilgotność może powodować niespójne wytłaczanie. W razie potrzeby użyj suszarki 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. Eksperymentuj z tymi czynnikami, aby znaleźć najlepsze rozwiązanie dla Twojej konkretnej konfiguracji i materiałów.

Jak dostosować drukarkę 3D, aby uzyskać lepsze mosty

Sukces często zależy od szczegółów ustawień drukarki.

1. Zwolnij prędkość mostu

Prędkość drukowania jest jednym z czynników wpływających na to, jak wychodzą mosty. Jeśli jest zbyt szybka, mosty mogą się uginać. Jeśli jest zbyt wolna, plastik może się za bardzo nagrzać.

W przypadku mostów dobrym punktem wyjścia jest prędkość ok. 20–30 mm/s, a następnie można ją zwiększać lub zmniejszać w zależności od wyglądu.W rzeczywistości większość krótkich mostków (mniej niż 20 mm) można drukować znacznie szybciej, natomiast dłuższe muszą być drukowane znacznie wolniej.

2. Obniż temperaturę dyszy

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

Weź zalecaną niższą temperaturę plastiku i zacznij od niej. W przypadku PLA spróbuj zacząć od około 190° C. W przypadku PETG użyj około 230° C. Jeśli zauważysz przerwy 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, co zapobiega jego uginaniu.

W przypadku PLA i PETG wentylator powinien być WŁĄCZONY i pracować z maksymalną prędkością podczas drukowania mostków; w przypadku ABS wentylator musi być WYŁĄCZONY podczas uruchamiania; w razie potrzeby można go 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 to czynniki wpływające na to, jak powstają mosty. Cieńsze warstwy mają tendencję do tworzenia mocniejszych mostów, ale drukowanie ich zajmuje więcej czasu.

Spróbuj użyć warstw o ​​wysokości od 0,1 mm do 0,2 mm dla mostów. Cieńsze warstwy często mniej uginają się, ponieważ są lżejsze.

W przypadku szerokości warstwy spróbuj ustawić szerokość wytłaczania mostkowego na 10-20% większą niż rozmiar dyszy. Można to wykorzystać do wypełnienia luk i uzyskania mocniejszych połączeń.

Zaawansowane strategie opanowania mostów druku 3D

Teraz, gdy omówiliśmy podstawy, przyjrzyjmy się bardziej zaawansowanym sposobom obsługi trudnych mostów. Te metody mogą pomóc Ci drukować bardziej złożone modele.

1. Strategiczne wykorzystanie podpór

Rozważ użycie podpór, jeśli są dłuższe niż 50 mm lub bardziej strome niż 45 stopni. Jeśli Twoja drukarka ma dwie dysze, możesz spróbować rozpuszczalne nośniki. Ich usunięcie jest wygodniejsze, a wykończenie jest gładsze. Jednak podpory wymagają dodatkowego materiału i czasu drukowania, więc używaj ich tylko wtedy, gdy jest to naprawdę konieczne. Zawsze należy próbować drukować bez podpór. Teraz omówimy krok optymalizacji ustawień Slicer.

2. Optymalizacja ustawień slicera dla mostów

Większość slicerów będzie miała ustawienia pomostowe. Najpierw znajdź „współczynnik przepływu mostu„i ustaw go na 80-90% swojego normalnego przepływu. Zapobiega to użyciu zbyt dużej ilości plastiku. Na koniec, dla większości materiałów innych niż ABS, ustaw „prędkość wentylatora powłoki mostka” na wysoką. Niektóre slicery pozwolą ci zmienić kierunek linii mostka. Eksperymentuj z różnymi kątami, aby zobaczyć, co najlepiej sprawdzi się w twoim modelu.

3. Przeprojektowanie dla lepszych mostów

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

Rozwiązania trudnych problemów z mostkowaniem

Nawet w idealnych warunkach możesz doświadczyć dziwnych problemów z mostkowaniem. Poniżej przedstawiono sposoby identyfikacji i eliminacji trudnych do wyeliminowania problemów.

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 do góry.
• Kruche mosty: Most jest podatny na pękanie i kruszenie.
• Niespójne wytłaczanie: Most składa się naprzemiennie z grubych i cienkich odcinków.

Naprawa falistej powierzchni mostu

Jeśli twój 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 konieczne ponowne ustawienie wentylatora. Czasami drukowanie mostków pod kątem 45° do osi X lub Y poprawia powierzchnię.

Zapobieganie skręcaniu się krawędzi mostka

W przypadku zawijania krawędzi należy nieznacznie zwiększyć temperaturę podłoża na kilka pierwszych warstw. Dodanie ronda do wydruku może również pomóc w przyczepności. Jeśli drukujesz z ABS, drukowanie w obudowie zapobiega przeciągom powodującym zawijanie.

Budowa mocniejszych mostów

Aby wzmocnić kruche mosty, spróbuj zwiększyć procent wypełnienia w obszarach, które podtrzymują most. Bardzo często zmiana marek lub typów zadziała, ponieważ niektóre są po prostu mocniejsze od innych. Wydruki PLA można wyżarzać po wydrukowaniu, aby zwiększyć wytrzymałość, ale wymaga to kilku dodatkowych kroków.

Rozwiązywanie problemu nierównej grubości mostu

Jeśli grubość mostka jest niespójna, spróbuj wyczyścić dyszę lub wymienić ją, jeśli jest zużyta. Częściowe zapchanie gorącego końca jest również brane pod uwagę. Dobrym pomysłem jest również przeprowadzenie kalibracji krokowej ekstrudera i dokonanie pomiarów średnicy filamentu w kilku punktach, aby potwierdzić jego jednolitą średnicę.

Stań się lepszy w drukowaniu mostów w technologii 3D!

Jedna z najważniejszych technik druku 3D - mostkowanie - pozwoli Ci drukować bardziej złożone projekty. Ten samouczek dał Ci przegląd tego, jak działa mostkowanie, jakie często występują problemy i jak je naprawić. Możesz tworzyć lepsze mostki, modyfikując ustawienia drukowania, wybierając odpowiedni materiał, a często dostosowując swój projekt. Jeśli pojawią się trudniejsze problemy, zastosuj wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów, aby je pokonać. Dzięki praktyce będziesz w stanie drukować mocne i gładkie mostki, co pozwoli Ci tworzyć bardziej niesamowite Wydruki 3DZacznij stosować te wskazówki w swoim kolejnym wydruku, aby poczuć różnicę.