3D tlačové premostenie vysvetlené: od problému k riešeniu
Table of Contents
3D tlač často zahŕňa vytváranie dielov, ktoré preklenú medzery. Tento proces, nazývaný premostenie, môže byť dosť zložitý. Keď sa tlačiareň pokúsi tlačiť cez prázdne miesto, plast sa môže prehýbať alebo sa nemusí správne pripojiť. Táto príručka obsahuje všetko, čo potrebujete vedieť o premostení v 3D tlači. Pozrieme sa, prečo je to dôležité, ako to robiť dobre a ako vyriešiť bežné problémy. Získate užitočné rady, ako vylepšiť svoje výtlačky, či už ste začiatočník alebo skúsený používateľ.
Ako funguje premostenie v 3D tlači
Premostenie 3D tlač sa týka vytvárania foriem prekleňujúcich medzery bez použitia podpier. Je to celkom šikovná technika, keď sa pokúšate robiť zložité návrhy a presahy.
Robí to položením plastu cez prázdny priestor medzi dvoma bodmi počas procesu premostenia. Zložitejšie je, ako udržať plast v tvare, keď prekročí medzeru.
Začína sa, keď tlačiareň vytlačí plast v jednom okraji medzery. Zatiaľ čo táto hlava prechádza cez otvorený priestor, neustále vytláča plast. Extrudovaný plast pri ukladaní chladne a tvrdne. Keď sa dostane na druhú stranu, spojí sa, čím vytvorí most. Potom tlačiareň ukladá na vrch viac a viac vrstiev, aby bol most pevnejší.
Jediná vec je, že pre dobré premostenie musí mať plast presne správnu teplotu: dostatočne teplý, aby sa pretiahol cez medzeru, dostatočne chladný, aby si udržal svoj tvar. Práve dosiahnutie tejto rovnováhy robí premostenie tak náročným a užitočným v 3D tlači. Keď je to dobre urobené, umožňuje vám vytvárať zložité tvary bez toho, aby ste neskôr museli odstraňovať podpery.
Tri bežné problémy premostenia
Vo všeobecnosti je premostenie pri 3D tlači výzvou. Tri z najčastejších problémov, ktoré môže mať človek pri pokuse o vytvorenie mostíkov, sú previsnuté, strunné a medzery/nekonzistencie. Každý z týchto problémov bude mať odlišné príčiny a vizuálne charakteristiky.
1. Previsnutie
Ak namiesto dodržania priamej línie medzi medzerou, extrudovaný materiál sa prehýba alebo ohýba smerom nadol. To býva výraznejšie pri dlhších mostíkoch alebo pri tlači s materiálmi, ktoré chladnú dosť pomaly. To môže viesť k deformovanému konečnému tvaru s nižšou štruktúrnou integritou.
Medzi vizuálne príznaky ochabnutia patrí:
- Znateľný pokles v strede mosta
- Nerovnomerná hrúbka cez premostený úsek
- Vlnité alebo nepravidelné čiary v premostenej oblasti
2. Navliekanie
Navliekanie je problém, keď sú medzi časťami tlače viditeľné tenké plastové pásiky, ktoré by nemali byť vo vzájomnom kontakte. Počas procesu navliekania pri premosťovaní dochádza k vytvoreniu štruktúry podobnej pavučine cez medzeru. Je to zvyčajne spôsobené nesprávnou teplotou počas tlače alebo nevhodným nastavením sťahovania.
Medzi indikátory navliekania patrí:
- Jemné plastové vlákna preklenujúce premostenú oblasť
- Pramienky alebo útvary podobné pavučine na otvorených priestranstvách
- Na povrchu tlače sa hromadí prebytočný materiál
3. Medzery a nezrovnalosti
Medzery a nezrovnalosti v premostení sa môžu prejaviť ako medzery alebo nepravidelné vzory v tlačenom materiáli. Niektoré z príčin, ktoré môžu spôsobiť tieto problémy, zahŕňajú zlé vytláčanie, rozdielne chladenie a nezodpovedajúce rýchlosti tlače. Tieto medzery a nezrovnalosti vážne ohrozujú štrukturálnu integritu mosta a celkový vzhľad tlače.
Bežné znaky medzier a nezrovnalostí:
- Viditeľné diery alebo medzery v premostenej časti
- Nepravidelná alebo nerovnomerná štruktúra povrchu
- Nekonzistentná šírka alebo hrúbka cez most
Tieto bežné problémy, aby sa realizovalo premostenie, sa zvyčajne prekonávajú úpravou rôznych nastavení tlače a faktorov prostredia. Správna identifikácia takýchto problémov je prvým krokom k zlepšeniu kvality premostených sekcií v 3D tlačených objektoch.
Faktory ovplyvňujúce kvalitu premostenia
Kvalita procesu premostenia závisí od súboru premenných. Medzi najdôležitejšie z nich patria:
1. Vlastnosti materiálu
Rôzne materiály sa počas premostenia správajú jedinečne:
PLA (kyselina polymliečna): Väčšinu času je ľahšie premostiť, pretože má relatívne nižšiu teplotu topenia. Tuhne pomerne rýchlo, a preto je ideálny pre malé mosty.
- Teplota tlačeTeplota topenia: 190-220 °C.
ABS (akrylonitrilbutadiénstyrén): S vyšším bodom topenia a sklonom k deformácii je to ťažšie preklenúť. Vyžadujú sa vyššie teploty a uzavreté tlačové prostredie.
- Optimálna teplota tlačeTeplota topenia: 220-250 °C.
PETG (polyetyléntereftalátglykol): Šťastný stred PLA a ABS, nedeformuje sa tak zle ako ABS, ale má vláknitý výsledok.
- Optimálna teplota tlačeTeplota topenia: 230-250 °C.
2. Nastavenia tlače
Teplota vytláčania: Nižšie teploty vo všeobecnosti vytvárajú lepšie mostíky, ale môžu spôsobiť nedostatočné vytláčanie. Začnite s dolnou hranicou odporúčaného teplotného rozsahu pre váš materiál a upravte podľa potreby.
Rýchlosť tlače: Nižšie rýchlosti (okolo 20-30 mm/s) často vedú k lepšiemu premosteniu, čo umožňuje materiálu viac času na ochladenie a stuhnutie.
Rýchlosť chladiaceho ventilátora: Vyššie otáčky ventilátora zlepšujú premostenie rýchlym tuhnutím extrudovaného materiálu. Pre PLA použite 100% rýchlosť ventilátora. Pre ABS, začnite s 0 % a v prípade potreby postupne zvyšujte.
Výška vrstvy: Tenšie vrstvy (0,1-0,2 mm) zvyčajne vytvárajú pevnejšie mostíky vďaka nižšej hmotnosti materiálu.
3. Podmienky prostredia
Teplota okolia: U väčšiny materiálov udržujte stabilnú izbovú teplotu medzi 20-25°C. Pre ABS môže vyššia teplota okolia (okolo 30-35°C) v uzavretom priestore zabrániť deformácii.
vlhkosť: Vlákna uchovávajte v suchom prostredí. Vysoká vlhkosť môže spôsobiť nekonzistentnú extrúziu. V prípade potreby použite sušičku vlákien.
Prúdenie vzduchu: Minimalizujte prievan v oblasti tlače, aby ste zabezpečili rovnomerné chladenie. Pri väčších mostoch však môže pomôcť s chladením malý ventilátor nasmerovaný na tlač.
Vyzbrojení týmito vedomosťami ste teraz lepšie vybavení na to, aby ste sa mohli popasovať s preklenovacími výzvami Projekty 3D tlače. Experimentujte s týmito faktormi, aby ste našli vhodné miesto pre vaše špecifické nastavenie a materiály.
Ako upraviť svoju 3D tlačiareň pre lepšie mosty
Premostenie úspechu často spočíva v jemných detailoch nastavení vašej tlačiarne.
1. Znížte rýchlosť premosťovania
Rýchlosť tlače je jedným z faktorov ovplyvňujúcich výstup mostov. Ak je príliš rýchly, mosty sa môžu prehýbať. Ak je to príliš pomalé, plast by sa mohol príliš zahriať.
Pri mostíkoch je dobrý štartovací bod asi 20-30 mm/s a potom rýchlejšie alebo pomalšie, v závislosti od vzhľadu.V skutočnosti väčšina krátkych mostíkov (menej ako 20 mm) môže byť v skutočnosti vytlačená oveľa rýchlejšie, zatiaľ čo dlhšie mostíky musia byť výrazne pomalšie.
2. Znížte teplotu trysky
Jednou z najdôležitejších premenných pri tlači dobrých mostíkov je teplota. Chcete, aby bol plast dostatočne horúci, aby sa dal dobre tlačiť, ale dostatočne chladný, aby držal svoj tvar.
Vezmite si odporúčanie pre nižšiu teplotu vášho plastu a začnite s tým. V prípade PLA skúste začať pri teplote asi 190 °C. V prípade PETG použite asi 230 °C. Ak spozorujete medzery alebo sa vrstvy príliš nelepia, zvyšujte teplotu naraz asi o 5 °C.
3. Zvýšte rýchlosť chladiaceho ventilátora
Chladenie napomáha rýchlemu tuhnutiu plastu a tým zabraňuje prehýbaniu.
V prípade PLA a PETG by mal byť ventilátor zapnutý pri maximálnej rýchlosti počas tlače mostíkov; pre ABS musí byť počas štartovania VYPNUTÉ; toto sa môže v prípade potreby časom zvýšiť, ale s opatrnosťou, pretože to môže mať za následok nesprávne priľnutie vrstiev.
4. Upravte výšku a šírku vrstvy
Výška a šírka každej vrstvy sú faktory, ktoré určujú, ako mosty vychádzajú. Tenšie vrstvy majú tendenciu vytvárať silnejšie mostíky, ale tlač trvá dlhšie.
Pre mostíky skúste výšku vrstvy medzi 0,1 mm a 0,2 mm. Tenšie vrstvy sa často menej prehýbajú, pretože sú ľahšie.
V prípade šírky vrstvy skúste vytvoriť šírku premosťovacieho vytláčania o 10 – 20 % širšiu, než je veľkosť vašej trysky. To môže byť použité na vyplnenie medzier a vytvorenie pevnejších spojení.
Pokročilé stratégie na zvládnutie premostenia 3D tlače
Teraz, keď sme prebrali základy, pozrime sa na niektoré pokročilejšie spôsoby, ako zvládnuť zložité mosty. Tieto metódy vám môžu pomôcť pri tlači zložitejších modelov.
1. Strategické využitie podpôr
Zvážte použitie podpier, ak sú dlhšie ako 50 mm alebo strmšie ako 45 stupňov. Ak má vaša tlačiareň dve trysky, môžete to skúsiť rozpustné nosiče. Ich odstraňovanie je pohodlnejšie a dokončovanie je hladšie. Podpery si však vyžadujú dodatočný materiál a čas na tlač, preto ich používajte iba vtedy, keď je to skutočne nevyhnutné. Vždy by ste sa mali snažiť tlačiť bez podpory. Teraz sa budeme zaoberať krokom optimalizácie nastavení Sliceru.
2. Optimalizácia nastavení Slicer pre mosty
Väčšina rezačov bude mať nastavenia premostenia. Najprv nájdite "mostný prietokový pomer“ a nastavte ju na 80 – 90 % vášho bežného prietoku. Zabráni sa tým použitiu príliš veľkého množstva plastu. A nakoniec, pre väčšinu materiálov iných ako ABS nastavte „rýchlosť ventilátora premostenia“ na vysokú. Niektoré krájače vám umožnia zmeniť smer línií mostíka. Experimentujte s rôznymi uhlami, aby ste zistili, čo najlepšie funguje pre váš model.
3. Prepracovanie pre lepšie mosty
Niekedy je premostenie jednoduchšie, ak len prerobíte svoj model. Ak existujú dlhé mosty, skúste do svojho 3D modelu pridať malé podporné piliere. To zmení jeden dlhý most na niekoľko kratších. Skúste svoj model otočiť. Jednoduchá zákruta môže zmeniť náročné previsy na zvládnuteľné mosty. Ak tlačíte funkčné časti, pridajte šikmé okraje alebo zaoblené rohy na premostenie okrajov. To môže zvýšiť pevnosť a zlepšiť vzhľad.
Riešenia zložitých problémov s premostením
Dokonca aj za ideálnych podmienok môžete zažiť zvláštne problémy s premostením. Nasleduje spôsob, ako identifikovať a odstrániť ťažko odstrániteľné problémy.
Nezvyčajné problémy s mostom, na ktoré treba dávať pozor
Okrem základného previsnutia alebo navliekania hľadajte tieto menej časté problémy:
- Akordeónový efekt: Most má zvlnený, nerovný povrch.
- Curling: Okraje mostíka sa zdvihnú alebo skrútia smerom nahor.
- Krehké mosty: Most je náchylný na zlomenie alebo rozpadnutie.
- Nekonzistentná extrúzia: Most má striedavo hrubé a tenké časti.
Oprava zvlneného povrchu mosta
Ak má váš most vlnitý vzhľad, najskôr skontrolujte, či nemáte uvoľnené pásy alebo či sa rám tlačiarne netrasie. Skontrolujte, či je vaše chladenie rovnomerné – možno budete musieť zmeniť polohu ventilátora. Niekedy tlač mostíkov pod uhlom 45° k osi X alebo Y robí povrch lepším.
Zastavenie hrán mosta pred curlingom
Pre zvlnenie okrajov mierne zvýšte teplotu lôžka pre prvých pár vrstiev. Pridanie okraja k potlači môže tiež pomôcť s priľnavosťou. Ak tlačíte s ABS, tlač v uzavretom priestore zabraňuje tomu, aby prievan spôsoboval zvlnenie.
Vytváranie silnejších mostov
Aby boli krehké mosty pevnejšie, skúste zvýšiť percento výplne v oblastiach, ktoré podopierajú most. Veľmi často bude fungovať zmena značiek alebo typov, pretože niektoré sú jednoducho silnejšie ako iné. PLA výtlačky môžu byť po vytlačení žíhané, aby sa zvýšila pevnosť, ale to si vyžaduje niekoľko ďalších krokov.
Riešenie nerovnomernej hrúbky mosta
Ak je hrúbka mostíka nekonzistentná, skúste trysku vyčistiť alebo ju vymeniť, ak je opotrebovaná. Do úvahy prichádza aj čiastočné upchatie vo vašom horúcom konci. Je tiež dobré vykonať krokovú kalibráciu extrudéra a vykonať merania priemeru vlákna v niekoľkých bodoch, aby ste potvrdili jeho jednotný priemer.
Zlepšite sa v 3D Printing Bridges!
Jedna z najdôležitejších techník 3D tlače – premostenie – vám umožní tlačiť zložitejšie návrhy. Tento tutoriál vám poskytol prehľad o tom, ako funguje premostenie, o častých problémoch, ktoré sa vyskytujú, a o spôsoboch ich opravy. Lepšie mostíky môžete vytvoriť úpravou nastavení pre tlač, výberom správneho materiálu a často úpravou svojho dizajnu. Ak sa objavia závažnejšie problémy, použite tipy na ich riešenie, aby ste ich prekonali. S praxou budete schopní tlačiť silné a hladké mosty, čo vám potom umožní robiť ešte úžasnejšie 3D výtlačky. Začnite začleňovať tieto tipy do ďalšej tlače, aby ste pocítili rozdiel.