Благодаря своим функциональным возможностям 3D-печать за эти годы стала передовым методом производства с большой точностью. К сожалению, у нее есть свои недостатки. Типичным примером этого является подъем углов в полимолочной кислоте (PLA), с которым энтузиастам и профессионалам всегда приходится бороться. Подъем углов влияет на прочность и общий вид напечатанных 3D-моделей; следовательно, необходимо знать, как это происходит и как это контролировать. В статье подробно рассматривается подъем углов PLA 3D-печати, и читателям помогают устранять неполадки для улучшения печати. Пользователям важно предпринимать шаги, которые позволят им получить лучший опыт работы с 3D-печатью благодаря различным аспектам, рассмотренным в статье.
Что приводит к деформации 3D-печати?
Оценка деформации при 3D-печати
Деформация при 3D-печати в основном вызвана термическими напряжениями от сжатия и охлаждения материала нити с разной скоростью, что приводит к внутреннему напряжению в готовой печати. После того, как термопластик PLA экструдирован, он охлаждается, что также приводит к усадке. Если одна область охлаждается больше других из-за того, что охлаждающая головка не перемещается, эти неравномерные восстановительные силы могут привести к тому, что края (где силы прилагаются к рабочей пластине) будут подниматься от рабочей пластины, это называется деформацией. К числу способствующих факторов относятся проблемы с адгезией к платформе, недостаточная температура печатной платформы и изменения температуры среды печати. Важно понимать эти параметры, чтобы уменьшить деформацию и производить качественные трехмерные отпечатки.
Влияние температуры на подъем угла
Нагрев влияет на явление подъема углов 3D-печатных деталей через принцип термического сжатия экструдированного материала. Когда материалы, такие как PLA, остывают, они сжимаются; если температура строительной платформы ниже желаемой или не постоянна по всей поверхности, пластик начинает охлаждаться и сжиматься в местах, таким образом физически поднимая углы. Приложения, которые обеспечивают оптимальные и постоянные настройки нагрева рабочей пластины, увеличивают адгезию нити к платформе и снижают вероятность деформации. Кроме того, поддерживаемые в окружающей среде температуры позволяют избежать экстремальных значений и резких перепадов или изменений температуры, что может помочь сделать процесс немного более стабильным и снизить тепловые компоненты, вызывающие подъем углов.
Роль материала нити в деформации
Следовательно, насколько я понимаю, материал нити в первую очередь влияет на явление деформации, которое наблюдается при 3D-печати. Деформация ожидается для каждого типа нити, например, хотя охлаждение ABS больше, чем у PLA и PETG, существуют термические аспекты, которые могут объяснить поведение тенденций деформации. Например, ABS деформируется больше всего по сравнению с PLA из-за его более высокой температуры перехода цвета и более высокой усадки при охлаждении. Такие технические параметры, как следующие, следует считать наиболее эффективными для смягчения деформации:
- Температура стеклования (Tg): Температура, при которой материал меняет свою структуру с жесткой стекловидной на более мягкую и резиноподобную. Tg ABS составляет около 105°C, тогда как Tg PLA составляет около 60°C, что делает ABS более склонным к деформации, чем PLA.
- Коэффициент теплового расширения: Это определяет степень расширения или сжатия нити на основе температур. В связи с развитием пластиковых материалов коэффициенты значительно возросли, особенно для пластиковых материалов, таких как ABS, и, следовательно, большее коробление.
- Скорость охлаждения и скорость печати: Даже скорость охлаждения материала может способствовать деформации. Когда очень холодный объект получает один или два слоя по направлению к более быстро осаждаемым слоям, четкая прохлада имеет тенденцию уплотнять слои в фиксированную структуру, которая вызывает напряжение, делая деформацию более вероятной.
Понимание этих параметров позволяет сделать правильный выбор материала и выполнить необходимые изменения параметров печати для предотвращения коробления и повышения качества отпечатков.
Советы по улучшению адгезии
Какую поверхность платформы для сборки загружать
Выбор поверхности рабочей пластины также важен, поскольку она помогает повысить адгезию печати, а также снижает вероятность деформации деталей при 3D-печати. Выбор будет зависеть от используемого материала нити. Стеклянная пластина, покрытая тонким слоем клея-карандаша или малярной ленты, хорошо подходит для PLA. С другой стороны, углы приподнимаются, когда ABS используется на поверхностях, покрытых суспензией ABS или лентой Kapton. Чистое стекло и листы PEI очень липкие к PETG и вызывают большие трудности при их снятии. Каждый поверхностный материал очень подвержен грязи и пыли, что снижает степень адгезии и, следовательно, требует регулярной очистки.
С клеящими свойствами для краев или плотов, Wise
Добавление каймы или плота может помочь с адгезией модели к рабочей пластине, минимизировать деформации и улучшить общее качество печати. Кайма — это дополнительные линии, которые печатаются на границе основания модели для увеличения площади, которая находится в контакте с пластиной. Эта дополнительная линия наклонена к краям фигуры, чтобы не было риска отрыва печати. С другой стороны, плот — это простой слой, напечатанный под моделью. В случае, если нить чувствительна к теплу или отпечатанная поверхность деформируется, можно легко положиться на плот. В каждом случае используются другие расходные материалы для печати, а также время, затраченное на дополнительные методы печати, но все они стоят того, чтобы их применять, поскольку вы получаете большую липкость и лучшую жесткость создаваемых объектов.
Значение высоты первого слоя
В сфере 3D-печати высота первого слоя служит схемой, позволяющей успешно печатать, включая высококачественные поверхности. Регулировка этого конкретного слоя важна, поскольку она определяет сцепление напечатанного объекта с рабочей пластиной, что значительно повышает качество и стабильность печати. Неправильные отложения внешнего первого слоя могут привести к сбоям печати из-за таких проблем, как деформация, отслаивание или плохая адгезия. В большинстве случаев первый слой печати устанавливается ниже по высоте, чем остальные слои, чтобы улучшить контактное давление на поверхность печати. Эта коррекция хорошо работает с достаточно плоскими поверхностями и обеспечивает ровную поверхность для остальных слоев. Само собой разумеется, что время будет потрачено впустую, если не потратить довольно много времени на регулировку высоты первого слоя.
Что можно сделать, чтобы устранить подъем углов при печати из PLA и ABS?
Лучшие практики для печати PLA
Необходимо принять некоторые меры, чтобы избежать подъема углов в отпечатках PLA. Во-первых, необходимо избавиться от мусора, убедиться, что рабочая пластина выровнена и чистая, что является очень необходимым требованием для хорошей адгезии. Также хотелось бы использовать клеевые стержни или синюю малярную ленту и специальные клеи для большей адгезии к поверхности печати. Еще одним важным фактором является регулирование температуры; если поддерживать стандартную температуру горячего конца от 200 до 220 градусов и подогреваемый стол около 60 градусов, то произойдет минимальная термическая деформация. Изменение скорости печати на среднюю скорость позволяет PLA или любой термопластичной нити хорошо размещаться на рабочей пластине. Использование каймы или плота, о котором мы говорили ранее, добавит дополнительную поверхность, прикрепленную к краям модели, чтобы обеспечить лучшее прилипание к краю печати. Применяя эти меры, можно получить успешные отпечатки PLA, и подъем углов будет с минимальным возможным риском.
Решение проблем, возникающих при печати с использованием материала ABS
Необходимо обращать внимание на особые условия окружающей среды и материалы при работе с подъемом углов в отпечатках из ABS. Поскольку ABS очень чувствителен к изменениям температуры окружающей среды, необходимо обеспечить достаточный контроль температуры для печатной атмосферы. Ограждение принтера также помогает изолировать тепло, предотвращая чрезмерную нагрузку на пластик. Горячий конец ABS обычно находится в диапазоне от 230 °C до 250 °C, в то время как подогреваемая платформа работает в диапазоне от 90 °C до 110 °C, способствуя адгезии. Высокие дисплеи AFRL 3D Surgeons, относящиеся к распылению тонких слоев суспензии ABS или клея, могут устанавливать съемные крышки ABS или также могут наносить больше клея на модель. Кроме того, улучшенный плот или ограждение во время процесса печати могут обеспечить устойчивость для больших моделей. Эти методы в предыдущих проходах или аналогичные методы могут значительно минимизировать возникновение подъема углов в отпечатках ABS.
Важные соображения при регулировке температуры экструдера
Температура экструдера имеет большое значение для эффективного и качественного производства 3D-печати. Для нити PLA типичный диапазон температур экструдера составляет от 200 до 220 градусов по Цельсию. Соблюдение этого предела обеспечивает адекватный нагрев и плавление нити, тем самым гарантируя, что при экструзии материала можно будет применить необходимое давление и создать прочные связи между различными слоями без сжигания материала. Однако для нити ABS более длительная экструзия с более высокой температурой около 230–250 градусов по Цельсию соответствует этому типу материала, тем самым предотвращая недоэкструзию или вспучивание, среди прочих проблем. Однако очень важно также понимать направления производства нити с целью обеспечения того, чтобы тестовые отпечатки также помогали в достижении желаемого температурного баланса, чтобы 3D-печать могла быть реализована последовательно и эффективно.
Настройка вашего 3D-принтера
Модификация нагреваемой платформы вашего 3D-принтера
Сосредоточение внимания на подогреваемом столе для каждого пользователя одинаково важно с точки зрения контроля температуры и выравнивания, что влияет на качество печати. Что касается подогреваемых столов для таких материалов, как PLA, температура стола 50-70°C обычно улучшает адгезию без LSR. С другой стороны, ABS требует более высокой зоны в районе 90-110°C, чтобы избежать деформации, но в то же время и обеспечить хорошую связь. Выравнивание стола так же важно, поскольку это позволит соплу поддерживать постоянное расстояние от поверхности печати для нанесения слоя. Проводится постоянная повторная калибровка стола, и используются такие вспомогательные средства, как калибры или бумага, которые также обеспечивают эти настройки, тем самым повышая надежность большинства отпечатков.
Калибровка сопла и печатной платформы
Некоторые операции должны быть выполнены до начала печати, и регулировка сопла и печатной платформы является одной из таких операций. Для начала убедитесь, что сопло, которое в данный момент используется, должным образом очищено и не содержит остатков нити, которые могут повредить качеству печати. После этого следует выполнить тестовую печать и проверить, насколько далеко сопло находится от печатной платформы; это важно, особенно на первом слое, поскольку слишком большой зазор приведет к бесполезному расходу чернил, в то время как узкий зазор не позволит первому слою прилипнуть. Для этого можно использовать щуп или тонкую бумагу; область между соплом и платформой, куда попадает бумага, является областью, которая создает сопротивление, которое вы чувствуете. Установите сопло на желаемое расстояние от платформы принтера с помощью ручек ручной регулировки принтера. В этом случае проверьте, ровная ли распечатка, измерив высоту по всем четырем углам плоской поверхности и при необходимости выполнив небольшие корректировки с помощью функций выравнивания принтера. Периодическая калибровка также поможет повысить качество отпечатков и увеличить срок службы устройства за счет снижения износа.
Ориентация на программное обеспечение: несколько дополнительных соображений относительно Cura и другого программного обеспечения для слайсинга
Обращаясь к практической стороне вещей и пытаясь получить максимальную отдачу от данного программного обеспечения слайсера (Cura или других), давайте сосредоточимся на нескольких основных параметрах. Самый первый из них - высота слоя, которая влияет на разрешение печати, время завершения печати и гладкость; чем больше толщина слоя, тем ниже требуемая степень отделки. Следующим шагом будет заполнение объекта - следует выбрать плотность заполнения в зависимости от своих потребностей - заполнить его настолько, насколько это необходимо для структурной целостности; более высокое заполнение будет означать больше материала и длительность, затраченные на печать. Больше всего внимания заслуживают температурные параметры сопла и платформы, поскольку они должны быть установлены в зависимости от типа нити, чтобы обеспечить удовлетворительную адгезию и в то же время избежать дефектов. Далее следует изучить настройки скорости печатающей головки, поскольку они должны быть установлены таким образом, чтобы обеспечить качество и производительность, зная, что высокие скорости могут привести к потере деталей. Далеко не во всех моделях необходимо будет использовать опорные конструкции для всех выступов; Однако, если деталь трудно снять с печатной платформы, следует использовать вставные анкеры или прокладки-шпатели с круглым краем для улучшения адгезии к платформе. В частности, в последнем обновлении слайсер должен был заранее предвидеть улучшения данных пользователей и их знакомство с программами.
Различия в методах предотвращения отслоения печати
Использование корпусных и охлаждающих вентиляторов
Чтобы гарантировать, что отпечатки не поднимутся, простым, но эффективным методом является использование корпуса принтера. Он помогает поддерживать температуру и влажность в заданных пределах. Это особенно помогает при печати на таких материалах, как ABS, которые имеют тенденцию легко деформироваться. Корпуса уменьшают вероятность возникновения сквозняков и перепадов температуры снаружи, которые могут ухудшить качество печати. Кроме того, очень важно правильно использовать охлаждающие вентиляторы. При использовании правильной скорости вентилятора слои печати получаются стабильными. Скорее всего, первые несколько слоев лучше получаются при более низких скоростях вентилятора, чтобы обеспечить лучшее сцепление слоев с поверхностью платформы. В более высоких слоях скорость вентилятора увеличивается, чтобы улучшить качество поверхности. Тщательно спланировав, как применять эти аспекты, можно добиться прочного сцепления отпечатков с поверхностями, тем самым уменьшая подъем или деформацию.
Физическая регулировка температуры печати для улучшения качества отпечатков
Самый важный шаг в тонкой настройке температур печати — установить комфортный температурный диапазон для нити, которую вы будете использовать. Начните с минимальных и максимальных настроек, предоставляемых производителями для температуры сопла или температуры платформы в качестве общих правил. Также можно провести небольшие тестовые отпечатки, изменяя температуру, как правило, на 5 °C за раз, и оценивая адгезию, качество печати и натяжение.
Следите за признаками перегрева, такими как подтекание или уменьшение четкости слоя, что означает необходимость снижения температуры. С другой стороны, подумайте о повышении температуры в случаях плохой адгезии слоев или смещения отпечатков с платформы. Также стоит отметить, что температурная башня может контролировать температуру так, чтобы каждый вертикальный столбец обозначал другую температуру. Это поможет нам понять, как лучше всего настроить машину, чтобы улучшить качество отпечатков и снизить степень дефектов.
Использование клея-карандаша для лучшего сцепления – смелый шаг
Как человек, который использовал клей-карандаш, я оценил адгезию печати на 3D-принтерных платформах с использованием этой техники, особенно с материалами, склонными к деформации. Когда я использую клей-карандаш, я убеждаюсь, что платформа для печати чистая и холодная, и наношу тонкий равномерный слой клея, чтобы создать гладкое соединение. Из моего изучения того, что говорят несколько ведущих веб-сайтов, включая MatterHackers, Simplify3D и PrusaPrinters, лучшая часть этой техники — это нанесение и удаление клея, плюс не остается много остатков.
Ювелирные палочки лучше всего использовать в качестве клея на водной основе, который в большинстве случаев помогает при печати с использованием нитей типа ABS, PLA и PETG. Поскольку желательно свести его применение к минимуму до такого уровня, избыточное накопление повлияет на качество печати. В отличие от некоторых связей, клеевой стержень обеспечивает легкое склеивание, и во время цикла охлаждения это важно для предотвращения деформации. С другой стороны, хорошая практика подчеркивает необходимость замены клея после каждых нескольких отпечатков, так как прочность склеивания ослабевает с циклами нагрева. Этот простой и не требующий суеты, но очень эффективный подход помогает добиться отличной печати первого слоя, не ухудшая поверхность детали.
Справочные источники
Часто задаваемые вопросы (FAQ):
В: Почему мои отпечатки поднимаются по углам?
A: Подъем (иногда называемый короблением) — это распространенная проблема, при которой нижние углы объекта, напечатанного на 3D-принтере, поднимаются от рабочей пластины и изгибаются. Обычно это происходит из-за того, что по мере охлаждения пластик не может охлаждаться равномерно во всех областях. Параметры платформы, окружающей среды и печати также могут способствовать возникновению этой проблемы. Крупные конструкции, а также конструкции с острыми углами хуже сохраняют форму.
В: Как предотвратить подъем отпечатков из PLA-пластика со стола?
A: Для достижения вышеуказанной цели необходимо выполнить следующие шаги: 1. Убедитесь, что платформа хорошо выровнена по отношению к отпечатку и что плотность первого слоя на платформе хорошая. 2. Для PLA используйте подогретую температуру платформы, которая является оптимальной температурой около 5060–3 °C. 4. Смочите платформу клеем-карандашом, лосьоном для загара или лаком для волос. 5. Внедрите технологию печати с использованием бортиков платформы или мышиных ушей. 6. Измените температуру слайсера и толщину первого слоя. 7. Используйте вентиляторы охлаждения печати в режиме работы или выключенном режиме. XNUMX. Держите корпус принтера открытым при постоянной температуре окружающей среды. КОНЕЦ КОД
В: Как мышиные уши помогают «поднять углы»?
A: Мышиные ушки применяются на слайсере в качестве дополнительных круглых дисков по углам 3D-модели. Эти придатки обеспечивают соприкосновение большего количества угловых частей отпечатка с платформой, что обеспечивает лучшую адгезию и снижает вероятность подъема. Мышиные ушки помогают определить, когда отпечаток имеет острые углы и может деформироваться.
В: Может ли температура платформы влиять на подъем углов при печати из PLA?
A: Да, температура стола имеет явное отношение к подъему углов, и поэтому она может быть одним из основных параметров, которые могут повлиять на подъем углов. Для PLA некоторые авторы рекомендуют температуру стола, скажем, в диапазоне 50-60ºC. Однако, если стол слишком холодный, отпечаток может не удержаться, и поэтому произойдет подъем. С другой стороны, если он очень горячий, нижние слои останутся мягкими; поэтому, поскольку верхние охлаждающие слои тянут за собой нижние, отпечаток начинает искажаться.
В: Является ли печать на плоту хорошим решением для предотвращения подъема отпечатков?
A: Печать на плоту предполагает некоторое снижение подъемной силы, особенно в случае толстых размеров или печати, площадь тела которой, соприкасающаяся с крышкой печати, мала. Плот обеспечивает больше места для прикрепления печати, чтобы она не отсоединялась от печати. Увеличение объема печати также означает, что этот метод тратит больше материала, что, в свою очередь, повлияет на отделку самого заднего слоя. Вокруг большинства отпечатков PLA образуется множество выпуклостей; поэтому козырек или мышиные уши — более быстрый и менее расточительный вариант, чем полный плот.
В: Влияет ли размер отпечатка на подъем угла?
A: Размер печати сделает ее восприимчивой к подъему углов, поскольку он учитывает температурный градиент, действующий на всю печать. По мере того, как верхний прикрученный пластик оседает или застывает, уровень напряжения повышается в случае больших отпечатков, и это приводит к тому, что высокие края страницы поднимаются от поверхности, на которой они были установлены. Вот почему часто бывает проще печатать более мелкие и неплоские объекты, поскольку обычно не применяется какая-то дополнительная техника адгезии к столу.
В: Можно ли использовать настройки слайсера для минимизации подъема углов во время печати PLA?
A: Да, настройки слайсера, особенно рисунок заполнения и плотность, могут помочь в отверждении подъема углов. Некоторые полезные изменения включают: 1) Регулировку толщины и ширины первого слоя для улучшения адгезии. 2) Уменьшение скорости печати первого слоя для улучшения адгезии к столу. 3) Изменение внутренней структуры для снижения напряжений, действующих на стенки объекта. 4) Добавление юбок или эстетических мышиных ушей по мере необходимости. 5) Настройка вентилятора охлаждения на элементах управления, чтобы избежать переохлаждения верхних слоев за короткое время.
В: Является ли подъем углов при печати из PLA более или менее похожим на деформацию ABS?
A: Да, подъем угла происходит как при печати PLA, так и ABS, но это больше неприятность для последнего типа. Это в основном из-за высокой скорости усадки ABS и быстрого охлаждения. В целом, проще печатать PLA с подъемом, но это не всегда так; подъем может также происходить при печати с большими или острыми углами. Можно предотвратить многие из тех же проблем как в PLA, так и в ABS, хотя для ABS часто требуются более радикальные методы, такие как более высокие температуры для печатного стола или закрытая печатная камера.
