3D tlačové premostenie vysvetlené: od problému k riešeniu

3D tlač často zahŕňa vytváranie častí, ktoré preklenujú medzery. Tento proces, nazývaný premostenie, môže byť dosť zložitý. Keď sa vaša tlačiareň pokúša tlačiť cez prázdny priestor, plast sa môže prehýbať alebo sa nemusí správne spojiť. Táto príručka obsahuje všetko, čo potrebujete vedieť o premostení v 3D tlači. Pozrieme sa na to, prečo je to dôležité, ako to robiť správne a ako riešiť bežné problémy. Získate užitočné rady, ako vylepšiť svoje výtlačky, či už ste začiatočník alebo skúsený používateľ.

Ako funguje premosťovanie v 3D tlači

Premostenie 3D tlač označuje vytváranie tvarov preklenujúcich medzery bez použitia podpier. Je to celkom praktická technika pri snahe o vytvorenie zložitých návrhov a previsov.

Dosiahne to tak, že počas procesu premosťovania sa cez prázdny priestor medzi dvoma bodmi položí plast. Zložitejšie je, ako udržať plast v tvare, keď prechádza cez medzeru.

Začína sa to, keď tlačiareň vytlačí plast na jednom okraji medzery. Zatiaľ čo táto hlava prechádza cez otvorený priestor, nepretržite vytláča plast. Vytláčaný plast sa počas ukladania ochladzuje a tvrdne. Kým sa dostane na druhú stranu, spojí sa a vytvorí sa tak mostík. Potom tlačiareň nanáša ďalšie a ďalšie vrstvy, aby mostík bol pevnejší.

Jediná vec je, že pre dobré premostenie musí mať plast presne správnu teplotu: dostatočne teplý, aby sa natiahol cez medzeru, a dostatočne chladný, aby si zachoval svoj tvar. Dosiahnutie tejto rovnováhy je to, čo robí premostenie takým náročným a zároveň užitočným v 3D tlači. Keď sa to urobí dobre, umožňuje vám vytvárať zložité tvary bez toho, aby ste museli neskôr odstraňovať podpery.

Tri bežné problémy s premosťovaním

Vo všeobecnosti je vytváranie mostov pri 3D tlači výzvou. Tri najčastejšie problémy, s ktorými sa môžete stretnúť pri pokuse o výrobu mostov, sú prehýbanie, strihanie a medzery/nekonzistencie. Každý z týchto problémov bude mať odlišné príčiny a vizuálne charakteristiky.

1. Ovisnutie

Ak sa namiesto udržiavania priamky medzi medzerami extrudovaný materiál prehýba alebo ohýba smerom nadol, toto býva výraznejšie pri dlhších mostíkoch alebo pri tlači s materiálmi, ktoré chladnú pomerne pomaly. Môže to viesť k deformovanému konečnému tvaru s nižšou štrukturálnou integritou.

Medzi vizuálne známky ochabnutia patrí:

• Viditeľný pokles v strede mosta
• Nerovnomerná hrúbka v premostenej časti
• Vlnité alebo nepravidelné čiary v premostenej oblasti

2. Navliekanie

Navliekanie je problém, pri ktorom sú medzi časťami tlače viditeľné tenké plastové vlákna, ktoré by sa nemali navzájom dotýkať. Počas procesu navliekania pri premostení sa cez medzeru vytvára pavučinová štruktúra. Zvyčajne je to spôsobené nesprávnou teplotou počas tlače alebo nesprávnym nastavením sťahovania.

Medzi indikátory navliekania patria:

• Jemné plastové vlákna preklenujúce premosťovaciu oblasť
• Chomáče alebo pavučinovité útvary v otvorených priestoroch
• Prebytočný materiál sa hromadí na tlačenom povrchu

3. Medzery a nezrovnalosti

Medzery a nekonzistentnosti v premostení sa môžu prejaviť ako medzery alebo nepravidelné vzory v tlačenom materiáli. Medzi príčiny, ktoré môžu tieto problémy spôsobiť, patrí zlá extrúzia, rozdielne chladenie a nerovnomerné rýchlosti tlače. Tieto medzery a nekonzistentnosti vážne ohrozujú štrukturálnu integritu premostenia a celkový vzhľad tlače.

Bežné znaky medzier a nezrovnalostí:

• Viditeľné otvory alebo medzery v premostenej časti
• Nepravidelná alebo nerovnomerná textúra povrchu
• Nekonzistentná šírka alebo hrúbka cez mostík

Tieto bežné problémy, aby sa dosiahlo premostenie, sa zvyčajne prekonávajú úpravou rôznych nastavení tlače a faktorov prostredia. Správna identifikácia takýchto problémov je prvým krokom k zlepšeniu kvality premostených častí v 3D tlačených objektoch.

Faktory ovplyvňujúce kvalitu premostenia

Kvalita premosťovacieho procesu závisí od súboru premenných. Medzi najdôležitejšie z nich patria:

1. Vlastnosti materiálu

Rôzne materiály sa počas premosťovania správajú jedinečne:

PLA (kyselina polymliečna): Väčšinou sa s ním ľahšie premosťuje kvôli jeho relatívne nižšiemu bodu topenia. Tuhne pomerne rýchlo, a preto je ideálny na malé mostíky.

• Teplota tlače190 – 220 °C.

ABS (akrylonitrilbutadiénstyrén): S vyšším bodom topenia a tendenciou k deformácii je to ťažšie prekonať. Sú potrebné vyššie teploty a uzavreté tlačiarenské prostredie.

• Optimálna teplota tlače220 – 250 °C.

PETG (polyetyléntereftalát glykol): Šťastný stred medzi PLA a ABS, nekrčí sa tak silno ako ABS, ale má vláknitý výsledok.

• Optimálna teplota tlače230 – 250 °C.

2. Nastavenia tlače

Teplota extrúzie: Nižšie teploty vo všeobecnosti vytvárajú lepšie mostíky, ale môžu spôsobiť nedostatočné vytlačenie. Začnite s dolnou hranicou odporúčaného teplotného rozsahu pre váš materiál a podľa potreby ho upravte.

Rýchlosť tlače: Nižšie rýchlosti (okolo 20 – 30 mm/s) často vedú k lepšiemu premosteniu, čo umožňuje materiálu viac času na vychladnutie a stuhnutie.

Rýchlosť chladiaceho ventilátora: Vyššie otáčky ventilátora zlepšujú premostenie rýchlym stuhnutím extrudovaného materiálu. Pre PLA použite 100 % otáčky ventilátora. ABS, začnite s 0 % a postupne zvyšujte podľa potreby.

Výška vrstvy: Tenšie vrstvy (0,1 – 0,2 mm) zvyčajne vytvárajú pevnejšie mostíky vďaka nižšej hmotnosti materiálu.

3. Podmienky prostredia

Teplota okolia: Pre väčšinu materiálov udržiavajte stabilnú teplotu v miestnosti medzi 20 – 25 °C. Pre ABS môže vyššia teplota okolia (okolo 30 – 35 °C) v uzavretom priestore... zabrániť deformácii.

Vlhkosť: Filamenty skladujte v suchom prostredí. Vysoká vlhkosť môže spôsobiť nerovnomerné vytláčanie. V prípade potreby použite sušič filamentov.

Prietok vzduchu: Minimalizujte prievan v oblasti tlače, aby ste zabezpečili rovnomerné chladenie. Pri väčších mostíkoch však môže s chladením pomôcť malý ventilátor nasmerovaný na tlač.

Vyzbrojení týmito vedomosťami ste teraz lepšie vybavení na riešenie premosťovacích výziev vo vašom... Projekty 3D tlačeExperimentujte s týmito faktormi, aby ste našli ideálnu kombináciu pre vaše konkrétne nastavenie a materiály.

Ako upraviť 3D tlačiareň pre lepšie mosty

Úspech premostenia často závisí od jemných detailov nastavení tlačiarne.

1. Spomalte rýchlosť premosťovania

Rýchlosť tlače je jedným z faktorov ovplyvňujúcich výsledok tlače mostíkov. Ak je príliš rýchla, mostíky sa môžu prehýbať. Ak je príliš pomalá, plast sa môže príliš zahriať.

Pri mostíkoch je dobrý východiskový bod približne 20 – 30 mm/s a potom rýchlejšie alebo pomalšie, v závislosti od vzhľadu. V skutočnosti sa väčšina krátkych mostíkov (menej ako 20 mm) dá vytlačiť oveľa rýchlejšie, zatiaľ čo dlhšie musia byť výrazne pomalšie.

2.Znížte teplotu trysky

Jednou z najdôležitejších premenných, pokiaľ ide o tlač dobrých mostov, je teplota. Chcete, aby bol plast dostatočne horúci na to, aby sa dobre tlačil, ale zároveň dostatočne chladný, aby si udržal svoj tvar.

Riaďte sa odporúčaním pre spodnú hranicu teploty vášho plastu a začnite s ňou. Pre PLA skúste začať na približne 190 °C. Pre PETG použite približne 230 °C. Ak si všimnete medzery alebo vrstvy príliš dobre nedržia, zvyšujte teplotu približne o 5 °C naraz.

3. Zvýšte rýchlosť chladiaceho ventilátora

Chladenie pomáha pri rýchlom tuhnutí plastu a tým zabraňuje jeho prehýbaniu.

V prípade PLA a PETG by mal byť ventilátor počas tlače mostíkov ZAPNUTÝ na maximálnu rýchlosť; v prípade ABS musí byť počas spustenia VYPNUTÝ; túto rýchlosť je možné v prípade potreby časom zvýšiť, ale s opatrnosťou, pretože to môže viesť k nesprávnemu prilepeniu vrstiev.

4. Upravte výšku a šírku vrstvy

Výška a šírka každej vrstvy sú faktormi ovplyvňujúcimi to, ako vznikajú mostíky. Tenšie vrstvy majú tendenciu vytvárať pevnejšie mostíky, ale ich tlač trvá dlhšie.

Pri mostíkoch skúste výšku vrstiev medzi 0,1 mm a 0,2 mm. Tenšie vrstvy sa často menej prehýbajú, pretože sú ľahšie.

Čo sa týka šírky vrstvy, skúste šírku premosťujúcej extrúzie nastaviť o 10 – 20 % väčšiu ako je veľkosť trysky. To sa dá použiť na vyplnenie medzier a vytvorenie pevnejších spojení.

Pokročilé stratégie na zvládnutie premosťovania 3D tlače

Teraz, keď sme si prebrali základy, pozrime sa na niektoré pokročilejšie spôsoby, ako zvládnuť zložitejšie mosty. Tieto metódy vám môžu pomôcť tlačiť zložitejšie modely.

1. Strategické využitie podpory

Zvážte použitie podpier, ak sú dlhšie ako 50 mm alebo strmšie ako 45 stupňov. Ak mala vaša tlačiareň dve trysky, môžete skúsiť rozpustné podperyIch odstránenie je pohodlnejšie a dokončovanie je hladšie. Podpery však vyžadujú viac materiálu a času na tlač, preto ich používajte iba v prípade potreby. Vždy by ste sa mali snažiť tlačiť bez podpier. Teraz bude popísaný krok optimalizácie nastavení krájača.

2. Optimalizácia nastavení sliceru pre mosty

Väčšina slicerov má nastavenia premostenia. Najprv nájdite „pomer prietoku mosta„a nastavte ho na 80 – 90 % vášho normálneho prietoku. Tým sa zabráni použitiu príliš veľkého množstva plastu. Nakoniec, pre väčšinu materiálov iných ako ABS nastavte „rýchlosť ventilátora premosťovacej vrstvy“ na vysokú hodnotu. Niektoré krájače vám umožnia zmeniť smer čiar premosťovania. Experimentujte s rôznymi uhlami, aby ste zistili, čo najlepšie funguje pre váš model.

3. Prepracovanie pre lepšie mosty

Niekedy je premostenie jednoduchšie, ak model jednoducho prepracujete. Ak existujú dlhé mosty, skúste do 3D modelu pridať malé podporné stĺpiky. Tým sa jeden dlhý most zmení na niekoľko kratších. Skúste tiež model otočiť. Jednoduché otočenie môže zmeniť ťažko zvládnuteľné previsy na mosty. Ak tlačíte funkčné časti, pridajte šikmé hrany alebo zaoblené rohy na premostenie hrán. To môže zvýšiť pevnosť a zlepšiť vzhľad.

Riešenia zložitých problémov s premostením

Aj za ideálnych podmienok sa môžu vyskytnúť zvláštne problémy s premostením. Nasleduje postup, ako identifikovať a odstrániť ťažko odstrániteľné problémy.

Nezvyčajné problémy s mostmi, na ktoré si treba dávať pozor

Okrem základného prehýbania alebo strihania hľadajte aj tieto menej bežné problémy:

• Akordeónový efekt: Most má zvlnený, nerovný povrch.
• Curling: Okraje mosta sa zdvíhajú alebo stočia nahor.
• Krehké mosty: Most je náchylný na zlomenie alebo rozpadnutie.
• Nekonzistentná extrúzia: Most má striedavé hrubé a tenké časti.

Oprava zvlneného povrchu mosta

Ak má váš mostík zvlnený vzhľad, najskôr skontrolujte, či nie sú uvoľnené remene alebo či sa rám tlačiarne netrasie. Skontrolujte, či je chladenie rovnomerné – možno budete musieť zmeniť polohu ventilátora. Niekedy tlač mostíkov pod uhlom 45° k osi X alebo Y vylepší povrch.

Zabránenie krúteniu hrán mostíka

Pre zvlnené okraje mierne zvýšte teplotu podložky pre prvých niekoľko vrstiev. Pridanie okraja k tlači môže tiež pomôcť s priľnavosťou. Ak tlačíte s ABS, tlač v uzavretom priestore zabráni prievanu, ktorý by mohol spôsobiť zvlnenie.

Spevnenie mostov

Ak chcete zosilniť krehké mosty, skúste zvýšiť percento výplne v oblastiach, ktoré most podopierajú. Veľmi často funguje zmena značiek alebo typov, pretože niektoré sú jednoducho pevnejšie ako iné. PLA výtlačky je možné po tlači žíhať, aby sa zvýšila pevnosť, ale to si vyžaduje niekoľko ďalších krokov.

Riešenie nerovnomernej hrúbky mosta

Ak je hrúbka mostíka nekonzistentná, skúste vyčistiť trysku alebo ju vymeniť, ak je opotrebovaná. Zvažuje sa aj čiastočné upchatie v horúcom konci. Je tiež dobré vykonať krokovú kalibráciu extrudéra a zmerať priemer filamentu na niekoľkých miestach, aby ste potvrdili jeho jednotný priemer.

Zlepšite sa v 3D tlači mostov!

Jedna z najdôležitejších techník 3D tlače – premosťovanie – vám umožní tlačiť zložitejšie návrhy. Tento návod vám poskytol prehľad o tom, ako premosťovanie funguje, aké sú časté problémy a ako ich opraviť. Lepšie premostenia môžete vytvoriť úpravou nastavení tlače, výberom správneho materiálu a často aj úpravou návrhu. Ak sa objavia zložitejšie problémy, použite tipy na ich riešenie. Postupom praxe budete schopní tlačiť pevné a hladké premostenia, čo vám potom umožní vytvárať úžasnejšie. 3D výtlačkyZačnite tieto tipy začleňovať do svojej ďalšej tlače a pocíťte rozdiel.