O que causa separação de camadas e rachaduras em impressões altas?

É um problema comum na impressão 3D: uma rachadura horizontal aparece em um objeto alto, às vezes partindo-o completamente. Essa falha é chamada separação de camadas ou delaminação, e ocorre quando as camadas impressas não se ligam adequadamente umas às outrasModelos mais altos são particularmente vulneráveis ​​a esse problema devido à grande diferença de temperatura entre as camadas resfriadas na parte inferior e as camadas quentes e novas sendo extrudadas na parte superior. Este guia explica as razões para esse problema e fornece soluções claras para evitar que isso aconteça.

Como o resfriamento cria a força que quebra as impressões

A única razão pela qual as impressões altas racham é que o plástico encolhe à medida que esfria. Essa ação de contração cria uma poderosa força de tração ascendente dentro da própria impressão. Cada solução a seguir é simplesmente uma maneira diferente de gerenciar essa força.

Aqui está uma visão direta de como essa força destrutiva, conhecida como estresse interno, se acumula:

As primeiras camadas na parte inferior da impressão esfriam e encolhem. Em seguida, cada nova camada quente colocada sobre ela também esfria e encolhe. À medida que encolhe, no entanto, ela puxa para cima a camada já solidificada abaixo dela. À medida que a impressão aumenta de tamanho, essa força de tração para cima se acumula, camada após camada, tornando-se incrivelmente forte.

Isso cria um cabo de guerra constante na sua impressão: a tensão interna que separa as camadas versus a adesão entre camadas (a "solda") que as mantém unidas. Uma rachadura se forma no momento em que a força de tração vence.

Portanto, o problema é claro. Para evitar rachaduras, você precisa inclinar a balança a seu favor. Isso significa que você precisa reduzir o estresse interno ou aumentar a adesão entre camadas. A próxima seção descreve os erros práticos comuns que enfraquecem esse equilíbrio e fornece soluções específicas para corrigi-los.

Causa nº 1: Correntes de ar e ar frio estão resfriando a impressão muito rápido

Este é o motivo mais comum para a separação de camadas em impressões altas. Se o ar ao redor da impressora estiver muito frio ou com correntes de ar, a tensão interna que separa o modelo aumenta drasticamente.

Por que o resfriamento rápido cria estresse interno

Uma temperatura ambiente desregulada força cada camada recém-impressa a esfriar muito rapidamente. Esse resfriamento rápido maximiza a quantidade de contração, o que, por sua vez, maximiza a força de tração destrutiva dentro da impressão. Esse efeito é precisamente o motivo pelo qual materiais conhecidos por alta contração, como ABS, são quase impossíveis de imprimir com sucesso ao ar livre. O ambiente frio cria as condições exatas para que ocorra a separação das camadas.

Como identificar este problema

Você pode ter quase certeza de que um ambiente frio é seu principal problema se notar o seguinte:

• Rachaduras aparecem repentinamente enquanto a impressão ainda está em andamento.
• Às vezes, você ouve um som de "estalo" audível quando uma camada cede.
• O problema é visivelmente pior em uma sala fria ou se a impressora estiver perto de uma janela, porta ou saída de ar condicionado.

A melhor solução: use um gabinete

De longe, a solução mais eficaz é colocar sua impressora dentro de um gabineteUm invólucro retém o calor gerado pela mesa de impressão, criando uma bolsa de ar estável e quente ao redor do modelo. Essa temperatura ambiente elevada mantém todo o objeto muito mais quente durante a impressão. Ao minimizar a diferença de temperatura entre a base e a parte superior da impressão, você reduz drasticamente as forças internas de contração, permitindo que as camadas permaneçam fortemente unidas. Para isso, você pode instalar uma tampa de invólucro separada sobre a sua impressora atual ou escolher uma impressora que já venha com um invólucro integrado, como impressora de QIDI TECNOLOGIA.

Motivo nº 2: o ventilador de resfriamento da sua peça é muito agressivo

Enquanto a parte ventilador de refrigeração é essencial para detalhes nítidos e saliências limpas; se for muito alto, pode enfraquecer severamente a ligação entre as camadas, causando rachaduras. Isso acontece porque o ventilador impede que as camadas se soldem corretamente.

Por que o resfriamento excessivo causa rachaduras

O objetivo de uma boa adesão entre camadas é depositar uma linha quente e derretida de plástico sobre a camada inferior, permitindo que o calor as funda em uma única peça resistente. Quando o ventilador de resfriamento da peça funciona em alta velocidade, ele resfria a nova camada instantaneamente. Essa rápida solidificação impede que a nova camada se funda adequadamente na anterior. O resultado é uma ligação superficial e fraca que pode ser facilmente rompida posteriormente pelas forças internas da contração térmica.

Como identificar este problema

Essa questão pode ser mais sutil do que os problemas ambientais. Os principais indicadores incluem:

• A impressão parece visualmente limpa e dimensionalmente precisa, mas é estruturalmente muito fraca.
• Rachaduras geralmente aparecem depois que a impressão é finalizada e esfria completamente até a temperatura ambiente, e não durante o processo de impressão.

A solução: ajuste a velocidade do ventilador no seu fatiador

Você pode corrigir esse problema alterando as configurações do ventilador no software do fatiador. Há duas abordagens principais:

1. Reduzir a velocidade do ventilador:Para filamentos de uso geral como PLA Em climas frios, muitas vezes não é necessário usar o ventilador a 100%. Tente reduzir a velocidade para uma faixa de 30 a 50%. Isso proporciona resfriamento suficiente para detalhes de qualidade sem sacrificar a resistência da camada.
2. Desligue o ventilador para materiais específicos: Para materiais muito sensíveis à temperatura e propensos a deformações, como ABS, ASAe Nylon, é melhor desligar completamente o ventilador de resfriamento da peça. A única exceção é permitir que o fatiador o ligue em áreas críticas, como pontes ou saliências íngremes, onde é necessário evitar que ele caia.

Causa nº 3: O bico não está quente o suficiente para criar uma solda forte

Para que as camadas se liguem fortemente, o filamento deve estar quente o suficiente para se fundir adequadamente com a camada abaixo dele. Se a temperatura do bico estiver muito baixa, você estará criando uma impressão fraca desde a primeira camada, que facilmente rachará sob pressão.

Por que uma solda forte requer calor suficiente

A colagem adequada das camadas requer que o plástico quente extrudado derreta levemente a superfície da camada anterior, criando uma solda forte entre elas. Quando a temperatura de impressão é muito baixa, o filamento é extrudado em um estado semissólido. Não há energia térmica suficiente para se fundir adequadamente com a camada abaixo. Em vez de se soldarem, as camadas ficam apenas sobrepostas, resultando em uma adesão intercamada inerentemente ruim.

Como identificar este problema

O sinal mais óbvio desse problema é uma fragilidade geral nas impressões, mesmo em modelos pequenos que não sofrem muito estresse. Se você consegue separar facilmente as camadas de uma impressão com a mão, independentemente da altura, a temperatura de impressão provavelmente é a culpada. A impressão parece frágil e, às vezes, as camadas podem ser separadas com a unha.

A solução: aumentar a temperatura do bico para uma melhor soldagem

A solução para esse problema é simples e pode ser feita nas configurações de temperatura do seu fatiador.

1. Aumentar a temperatura em incrementos: Como um teste simples, aumente a temperatura do bico em 5 °C e faça um pequeno teste de impressão. Continue aumentando em incrementos de 5 °C até notar uma melhora significativa na firmeza de união das camadas.
2. Imprimir uma torre de temperatura (recomendado): A melhor maneira de encontrar a temperatura ideal para um carretel específico de filamento é imprimir uma "Torre de Temperatura". Trata-se de um modelo de calibração especial que imprime automaticamente em diferentes temperaturas e alturas. Isso permite testar fisicamente a torre e ver exatamente qual temperatura proporciona a ligação mais forte entre as camadas, mantendo a boa aparência.

Causa nº 4: Sua impressora 3D está subextrudando

Subextrusão significa que sua impressora não está expelindo plástico suficiente para criar camadas sólidas e fortes. Esse déficit de material resulta em uma estrutura fraca e porosa que pode falhar facilmente, não por causa da temperatura, mas simplesmente porque não há plástico suficiente para formar uma ligação adequada.

Por que a subextrusão causa camadas fracas

Para uma ligação forte, é necessário depositar uma linha espessa e derretida de plástico para que ele possa se fundir com a camada abaixo dela. Quando a impressora está subextrudando, as linhas de filamento são muito finas e pode haver lacunas entre elas. Simplesmente não há material suficiente para criar uma camada sólida e unificada, muito menos uma solda forte à camada anterior. Isso cria uma estrutura fundamentalmente fraca e esponjosa em toda a impressão.

Como identificar a subextrusão

Os sinais de subextrusão geralmente são visíveis em toda a impressão, não apenas no ponto de falha. Procure por estes indícios:

• O ponto de falha parece menos com uma rachadura limpa e mais com uma separação esponjosa ou perfurada.
• Você pode ver lacunas entre as linhas de filamento na superfície superior e nas paredes.
• A impressão tem paredes finas ou incompletas e uma textura de superfície geralmente áspera e inacabada.

Como corrigir a subextrusão

Para corrigir a subextrusão, certifique-se de que a impressora esteja imprimindo a quantidade correta de material. Siga estes passos na ordem:

1. Calibre sua extrusora (E-Steps): Esta é a calibração mais importante para extrusão. Calibrando seu E-steps garante que, quando o software da sua impressora solicitar 100 mm de filamento, o motor da extrusora realmente empurre exatamente 100 mm. Isso corrige o problema na fonte de hardware.
2. Aumente a vazão do seu fatiador: Se os seus passos E estiverem corretos, você pode fazer ajustes finos usando a configuração "Taxa de Fluxo" ou "Multiplicador de Extrusão" do seu fatiador. Um pequeno aumento, por exemplo, de 100% para 103%, pode ajudar a compensar um filamento ligeiramente mais fino do que o especificado.
3. Verifique se há um entupimento parcial do bico: Uma causa muito comum de subextrusão repentina ou intermitente ou mesmo cessação da extrusão é parcialmente bico entupido. Se a qualidade da sua impressão tiver diminuído recentemente, faça uma "puxada a frio" ou use uma agulha de limpeza de bicos para limpar qualquer possível bloqueio.

Causa nº 5: Seu filamento absorveu umidade

Muitos comuns Filamentos de impressão 3D são higroscópicos, o que significa que agem como uma esponja e absorvem facilmente a umidade do ar. Quando esse filamento úmido é impresso, a água retida causa problemas que prejudicam a adesão das camadas e enfraquecem toda a peça.

Por que o filamento úmido cria impressões quebradiças

Quando o filamento com umidade presa entra no bico quente, a água ferve instantaneamente e se transforma violentamente em vaporEssa pequena explosão cria bolhas e bolsas de ar dentro da linha de plástico extrudada. Esses vazios reduzem drasticamente a área de superfície disponível para a união das camadas. O resultado é uma peça que não é apenas fraca nas linhas das camadas, mas também quebradiça e estruturalmente comprometida em toda a sua extensão.

Como identificar filamentos "úmidos"

Muitas vezes você pode ouvir e ver os efeitos de um filamento úmido durante o processo de impressão.

• Pistas audíveis:Você ouvirá sons distintos de assobio, estalo ou crepitação vindos do bico conforme a água presa vaporiza.
• Pistas visuais: A superfície da sua impressão não ficará lisa. Em vez disso, terá uma textura áspera, felpuda ou até mesmo marcada.

A solução: seque seu filamento

A única maneira de resolver isso é remover a umidade do carretel de plástico antes de imprimir. Os métodos mais confiáveis ​​são:

• Usando um dedicado secador de filamentos.
• Use um desidratador de alimentos ajustado na temperatura apropriada para o seu material.

Esta etapa é absolutamente crítica para materiais como PETG, TPU, ABS, e especialmente Nylon, pois podem absorver uma quantidade significativa de umidade do ar que prejudica o desempenho em apenas algumas horas.

Incline a balança para ligações de camadas mais fortes!

Rachaduras em impressões altas quase sempre se resumem a uma única batalha: a força de tração ascendente do plástico de resfriamento versus a força da ligação que mantém as camadas juntasCada solução neste guia ajuda você a vencer essa batalha. Ao controlar o ambiente de impressão, a velocidade do ventilador e a temperatura do bico, você reduz sistematicamente a força destrutiva e aumenta a resistência da colagem, resultando em impressões fortes e confiáveis.