Pojasnjeno premostitve 3D tiskanja: od problema do rešitve

3D-tiskanje pogosto vključuje ustvarjanje delov, ki premostijo vrzeli. Ta postopek, imenovan premostitev, je lahko precej zapleten. Ko tiskalnik poskuša tiskati čez prazen prostor, se lahko plastika upogne ali ne poveže pravilno. Ta priročnik zajema vse, kar morate vedeti o premostitvi pri 3D-tiskanju. Ogledali si bomo, zakaj je to pomembno, kako to dobro izvesti in kako odpraviti pogoste težave. Dobili boste koristne nasvete o tem, kako izboljšati svoje odtise, ne glede na to, ali ste začetnik ali izkušen uporabnik.

Kako deluje premostitev pri 3D-tiskanju

Premostitev 3D-tiskanje Nanaša se na ustvarjanje oblik, ki premostijo vrzeli brez uporabe podpor. To je precej priročna tehnika pri poskusu izdelave kompleksnih modelov in previsov.

To doseže tako, da med postopkom premoščanja položi plastiko čez prazen prostor med dvema točkama. Bolj zapleten del je, kako ohraniti obliko plastike, ko prečka vrzel.

Začne se, ko tiskalnik potisne plastiko na enem robu reže. Medtem ko ta glava prečka odprt prostor, neprekinjeno iztiskuje plastiko. Ekstrudirana plastika se med polaganjem ohladi in strdi. Ko doseže drugo stran, se poveže in tako tvori most. Nato tiskalnik nanese vedno več plasti, da most postane trdnejši.

Edina stvar je, da mora biti plastika za dobro premostitev na ravno pravi temperaturi: dovolj topla, da se raztegne čez režo, in dovolj hladna, da ohrani svojo obliko. Doseganje tega ravnovesja je tisto, zaradi česar je premostitev tako zahtevna in tako uporabna pri 3D-tiskanju. Ko je dobro izvedena, vam omogoča ustvarjanje kompleksnih oblik, ne da bi morali kasneje odstraniti nosilce.

Tri pogoste težave pri premostitvi

Na splošno je premostitev pri 3D-tiskanju izziv. Tri najpogostejše težave, s katerimi se lahko srečamo pri poskusu izdelave mostov, so povešanje, zategovanje in vrzeli/neskladnosti. Vsaka od teh težav ima različne vzroke in vizualne značilnosti.

1. Povešenost

Če se namesto ohranjanja ravne črte med režo ekstrudirani material upogne ali upogne navzdol, je to običajno bolj izrazito pri daljših mostovih ali pri tiskanju z materiali, ki se hladijo precej počasi. To lahko privede do deformirane končne oblike z manjšo strukturno celovitostjo.

Vizualni znaki povešenosti vključujejo:

• Opazen padec na sredini mostu
• Neenakomerna debelina po premoščenem delu
• Valovite ali nepravilne črte na premoščenem območju

2. Navezovanje vrvic

Pri napenjanju se pojavlja težava, pri kateri so med deli tiska, ki se ne bi smeli stikati med seboj, vidne tanke plastične niti. Med napenjanjem pri premostitvi se čez režo tvori mrežasta struktura. To je običajno posledica neustrezne temperature med tiskanjem ali neustreznih nastavitev umika.

Kazalniki nizanja vključujejo:

• Tanke niti iz plastike, ki prekrivajo premostitveno območje
• Pajčevinam podobne tvorbe ali prameni na odprtih prostorih
• Odvečni material se nabira na površini za tiskanje

3. Vrzeli in nedoslednosti

Vrzeli in nedoslednosti pri premostitvi se lahko kažejo kot presledki ali nepravilni vzorci v tiskanem materialu. Nekateri vzroki, ki lahko povzročijo te težave, vključujejo slabo ekstruzijo, različno hlajenje in neusklajene hitrosti tiskanja. Te vrzeli in nedoslednosti resno ogrožajo strukturno celovitost mostu in splošni videz tiska.

Pogosti znaki vrzeli in neskladij:

• Vidne luknje ali presledki v premoščenem delu
• Neenakomerna ali neenakomerna tekstura površine
• Nedosledna širina ali debelina čez most

Te pogoste težave, da bi se premostitev uresničila, je običajno mogoče premagati s prilagajanjem različnih nastavitev tiskanja in okoljskih dejavnikov. Pravilna identifikacija takšnih težav je prvi korak k izboljšanju kakovosti premoščenih odsekov v 3D-natisnjenih predmetih.

Dejavniki, ki vplivajo na kakovost premostitve

Kakovost premostitvenega procesa je odvisna od nabora spremenljivk. Med najpomembnejšimi so:

1. Lastnosti materiala

Različni materiali se med premoščanjem obnašajo edinstveno:

PLA (poliklinska kislina): Večinoma ga je lažje premostiti zaradi relativno nižjega tališča. Strdi se precej hitro, zato je idealen za majhne mostove.

• Temperatura tiskanja: 190–220 °C.

ABS (akrilonitril butadien stiren): Zaradi višjega tališča in nagnjenosti k upogibanju je to težje premostiti. Potrebne so višje temperature in zaprto okolje za tiskanje.

• Optimalna temperatura tiskanja: 220–250 °C.

PETG (polietilen tereftalat glikol): Srečna sredina med PLA in ABS, se ne upogiba tako močno kot ABS, vendar je rezultat vlaknat.

• Optimalna temperatura tiskanja: 230–250 °C.

2. Nastavitve tiskanja

Temperatura ekstrudiranja: Nižje temperature običajno ustvarijo boljše mostove, vendar lahko povzročijo premajhno ekstruzijo. Začnite s spodnjo mejo priporočenega temperaturnega območja za vaš material in ga po potrebi prilagodite.

Hitrost tiskanja: Nižje hitrosti (okoli 20–30 mm/s) pogosto povzročijo boljše premoščanje, kar omogoča več časa, da se material ohladi in strdi.

Hitrost hladilnega ventilatorja: Višje hitrosti ventilatorja izboljšajo premostitev s hitrim strjevanjem ekstrudiranega materiala. Za PLA uporabite 100 % hitrost ventilatorja. Za ABS, začnite z 0 % in po potrebi postopoma povečujte.

Višina plasti: Tanjše plasti (0,1–0,2 mm) običajno ustvarijo močnejše mostove zaradi manjše teže materiala.

3. Okoljski pogoji

Temperatura okolice: Za večino materialov vzdržujte stabilno sobno temperaturo med 20 in 25 °C. Za ABS lahko višja temperatura okolice (okoli 30–35 °C) v zaprtem prostoru preprečiti upogibanje.

Vlažnost: Filamente hranite v suhem okolju. Visoka vlažnost lahko povzroči neenakomerno ekstrudiranje. Po potrebi uporabite sušilnik filamentov.

Pretok zraka: Za enakomerno hlajenje v območju tiskanja zmanjšajte prepih. Pri večjih mostovih pa lahko pri hlajenju pomaga majhen ventilator, usmerjen proti tisku.

Oboroženi s tem znanjem ste zdaj bolje opremljeni za spopadanje z izzivi premostitve v svojem Projekti 3D-tiskanjaEksperimentirajte s temi dejavniki, da najdete idealno razmerje med ceno in kakovostjo za vašo specifično postavitev in materiale.

Kako prilagoditi 3D-tiskalnik za boljše mostove

Uspeh premostitve je pogosto odvisen od podrobnosti nastavitev tiskalnika.

1. Upočasnite hitrost premostitve

Hitrost tiskanja je eden od dejavnikov, ki vplivajo na to, kako se mostovi izdelajo. Če je prehitra, se lahko mostovi upognejo. Če je prepočasna, se lahko plastika preveč segreje.

Pri mostovih je dobro izhodišče približno 20–30 mm/s, nato pa hitreje ali počasneje, odvisno od videza. Pravzaprav je večino kratkih mostov (manj kot 20 mm) mogoče natisniti veliko hitreje, medtem ko morajo biti daljši bistveno počasnejši.

2.Znižajte temperaturo šobe

Ena najpomembnejših spremenljivk pri tiskanju dobrih mostov je temperatura. Plastika mora biti dovolj vroča za dobro tiskanje, a hkrati dovolj hladna, da ohrani svojo obliko.

Upoštevajte spodnjo temperaturno mejo, ki jo priporoča vaša plastika, in začnite s tem. Za PLA poskusite začeti pri približno 190 °C. Za PETG uporabite približno 230 °C. Če opazite vrzeli ali če se plasti ne oprimejo dobro, zvišujte temperaturo za približno 5 °C naenkrat.

3. Povečajte hitrost hladilnega ventilatorja

Hlajenje pomaga pri hitrem strjevanju plastike in s tem preprečuje povešanje.

Pri PLA in PETG mora biti ventilator med tiskanjem mostov vklopljen z največjo hitrostjo; pri ABS mora biti med zagonom izklopljen; to hitrost lahko sčasoma povečate, vendar previdno, saj lahko to povzroči, da se plasti ne oprimejo pravilno.

4. Prilagodite višino in širino plasti

Višina in širina posamezne plasti sta dejavnika, ki vplivata na to, kako nastanejo mostovi. Tanjše plasti običajno ustvarijo močnejše mostove, vendar tiskanje traja dlje časa.

Za mostičke poskusite z višino slojev med 0,1 mm in 0,2 mm. Tanjši sloji se pogosto manj posedejo, ker so lažji.

Za širino plasti poskusite širino premostitvenega ekstrudiranja narediti za 10–20 % širšo od velikosti šobe. To lahko uporabite za zapolnitev vrzeli in ustvarjanje močnejših povezav.

Napredne strategije za obvladovanje premostitvenih povezav s 3D-tiskanjem

Zdaj, ko smo obravnavali osnove, si poglejmo nekaj naprednejših načinov za obvladovanje zapletenih mostov. Te metode vam lahko pomagajo pri tiskanju bolj kompleksnih modelov.

1. Strateška uporaba podpor

Razmislite o uporabi podpor, če so daljše od 50 mm ali strmejše od 45 stopinj. Če je imel vaš tiskalnik dve šobi, lahko poskusite topne podporeOdstranjevanje je bolj priročno, zaključna obdelava pa je bolj gladka. Vendar pa nosilci zahtevajo dodaten material in čas tiskanja, zato jih uporabljajte le, kadar je to resnično potrebno. Vedno poskusite tiskati brez nosilcev. Zdaj bo opisan korak za optimizacijo nastavitev rezalnika.

2. Optimizacija nastavitev rezalnika za mostove

Večina rezalnikov ima nastavitve premostitve. Najprej poiščite "razmerje pretoka mostu" in ga nastavite na 80–90 % običajne hitrosti pretoka. To prepreči preveliko uporabo plastike. Nazadnje, za večino materialov, ki niso ABS, nastavite "hitrost ventilatorja premostitvene obloge" na visoko. Nekateri rezalniki vam omogočajo spreminjanje smeri linij premostitve. Eksperimentirajte z različnimi koti, da vidite, kaj najbolje deluje za vaš model.

3. Preoblikovanje za boljše mostove

Včasih je premostitev lažja, če preprosto preoblikujete model. Če so mostovi dolgi, poskusite v 3D-model dodati majhne podporne stebre. To bo en dolg most spremenilo v več krajših. Poskusite tudi zavrteti model. Preprost zasuk lahko spremeni težavne previse v obvladljive mostove. Če tiskate funkcionalne dele, dodajte nagnjene robove ali zaobljene vogale za premostitev robov. To lahko poveča trdnost in izboljša videz.

Rešitve za zapletene težave z premostitvijo

Tudi v idealnih pogojih lahko pride do nenavadnih težav s premostitvijo. V nadaljevanju je opisano, kako prepoznati in odpraviti težko odpravljajoče se težave.

Nenavadne težave z mostovi, na katere morate biti pozorni

Poleg osnovnega povešenja ali zategovanja bodite pozorni na te manj pogoste težave:

• Učinek harmonike: Most ima valovito, neravno površino.
• Kodranje: Robovi mostu se dvignejo ali zvijejo navzgor.
• Krhki mostovi: Most je nagnjen k zlomu ali krušitvi.
• Nedosledna ekstruzija: Most ima izmenično debele in tanke dele.

Popravljanje valovite površine mostu

Če ima vaš most valovit videz, najprej preverite, ali so jermeni morda ohlapni ali ali se ohišje tiskalnika trese. Preverite, ali je hlajenje enakomerno – morda boste morali spremeniti položaj ventilatorja. Včasih tiskanje mostov pod kotom 45° glede na os X ali Y izboljša površino.

Preprečevanje zvijanja robov mostu

Za zvijanje robov nekoliko zvišajte temperaturo podlage za prvih nekaj slojev. Dodatek roba na odtis lahko prav tako izboljša oprijem. Če tiskate z ABS-om, tiskanje v zaprtem prostoru preprečuje prepih, ki povzroča zvijanje.

Gradnja močnejših mostov

Da bi bili krhki mostovi močnejši, poskusite povečati odstotek polnila na območjih, ki podpirajo most. Zelo pogosto bo delovala zamenjava znamk ali vrst, ker so nekatere preprosto močnejše od drugih. PLA tiske je mogoče po tiskanju žariti, da se poveča trdnost, vendar to vključuje več dodatnih korakov.

Reševanje neenakomerne debeline mostu

Če je debelina mostu nedosledna, poskusite očistiti šobo ali jo zamenjati, če je obrabljena. Upošteva se tudi delna zamašitev v vročem delu. Prav tako je dobro izvesti kalibracijo koraka ekstruderja in izmeriti premer filamenta na več točkah, da potrdite njegov enoten premer.

Postanite boljši v 3D tiskanju mostov!

Ena najpomembnejših tehnik 3D-tiskanja – premostitev – vam bo omogočila tiskanje bolj kompleksnih modelov. Ta vadnica vam je ponudila pregled delovanja premostitve, pogoste težave, ki se pojavljajo, in načine za njihovo odpravo. Boljše mostove lahko izdelate s spreminjanjem nastavitev za tiskanje, izbiro pravega materiala in pogosto s prilagajanjem zasnove. Če se pojavijo resnejše težave, uporabite nasvete za odpravljanje težav, da jih premagate. Z vajo boste lahko natisnili močne in gladke mostove, kar vam bo nato omogočilo ustvarjanje neverjetnejših rezultatov. 3D-tiskanjeZačnite vključevati te nasvete v svoj naslednji tisk, da boste občutili razliko.