Дефекты 3д печати 3d принтера: ошибки, основные проблемы

Волосатость или паутинка на готовой модели

Из внешней стенки модели (чаще всего с одной стороны) торчат тоненькие ниточки пластика. Дефект появляется из за вытекания пластика из сопла при холостом перемещении

Недостаточный ретракт

Ретракт – это небольшое вытягивание пластиковой нити из экструдера. Благодаря ретракту при холостом перемещении экструдера (от слоя к слою или от модели к модели) нагретый пластик не капает из сопла. Для некоторых текучих видов пластика (например PETG) скорость и величину ретракта нужно увеличить.

“Волосатость” легко можно удалить шлифовкой или срезать ниточки острым скальпелем.

Высокая температура экструдера

Чем выше температура экструдера, тем более жидким становится пластик

Важно найти баланс что бы пластик не был слишком жидким и хорошо “слипался” по слоям

В подборе оптимальной температуры экструдера хорошо помогает тестовая модель – башня. На ней наглядно видно как ведет себя пластик при печати на разной температуре.

.

Температурный тест

Проблема в ходе выполнения задачи

Частая ситуация среди начинающих исполнителей. Они сталкиваются с проблемой и пытаются решить её самостоятельно, не обращаясь к опытным коллегам. Им интересно дойти до решения своими силами или страшно показаться некомпетентным. Тем временем приближается дедлайн. Даже если исполнителю удалось справиться с проблемой, оставшегося времени может не хватить, чтобы доделать проект.

Например, перед начинающим разработчиком стоит задача реализовать новый компонент для системы. Он справляется с этим самостоятельно. Но когда на результат смотрят опытные разработчики, оказывается, что его можно было достичь быстрее и эффективнее.

Проблему можно было решить, обратившись к тому, кто поможет и подскажет правильное направление.

Смещение слоев

Во время печати слои смещаются по оси x или y.

Заедание печатной головы

Выключите принтер и руками попробуйте подвигать экструдер по оси х и y. Экструдер должен перемещаться свободно. Если есть заедания — проверьте механику принтера.Возможно виноват износ подшипников или кривизна валов.

Перегрев электроники

Иногда в смещении слоев могут быть виноваты проблемы с электроникой. Самая частая причина это перегрев драйверов или слишком низкий ток выставленный на них.

Поверхность стола плохо закреплена

Чаще всего это встречается у 3D принтеров со стеклом. Во время печати сопло может задеть модель и немного сдвинуть стекло. Перед печатью проверяйте хорошо ли закреплено стекло или другая печатная поверхность на нагревательном столе..

Источники проблем

Проблемы — это препятствия и сложности, которые необходимо преодолеть, чтобы достичь цели. Как правило, они возникают по разным причинам и часто бывают следствием наших собственных ошибок и неудач. Можно выделить несколько факторов, которые обычно приводят к проблемам. Чтобы выявить их как можно раньше, мы советуем вам регулярно задавать себе перечисленные ниже вопросы.

  • Действительно ли я занят нужным делом и получаю результат?
    Нет смысла обманывать себя, оценивая свою работу необоснованно позитивно. Видите ли вы реальный измеримый результат работы, за которую взялись? Очень часто мы не достигаем поставленной цели и сталкиваемся с проблемами, потому что не до конца погружены в работу. Но если позволять себе лениться и потакать своим слабостям, вряд ли серьезно продвинешься на пути к мечте, да и проблем тоже не избежать.
  • Понимаю ли я, какие ресурсы понадобятся, чтобы сделать следующий шаг?

Начиная работать над своей мечтой, мы не имеем полного представления о том, что именно нам понадобится по ходу дела. Поэтому следует постоянно спрашивать себя, какие ресурсы потребуются на следующем этапе

Чаще всего мы упускаем какие-то детали в самом начале — и важно, чтобы все необходимое было под рукой в нужный момент, а не когда-нибудь позже

Хорошо ли люди, которые мне помогают и работают вместе со мной, понимают, что нужно делать, чего мы уже достигли и как изменилась ситуация?
Практически всегда самым слабым звеном в проекте оказывается коммуникация между участниками. Мы почему-то думаем, что окружающие нас полностью понимают, хотя нередко даже не даем им полной информации о том, чего от них ждем. По-нашему мнению, им известно то же, что и нам, следовательно, вообще все известно и понятно. Мы считаем, что коллеги и партнеры знают, как меняется ситуация и что нужно делать в новых условиях

Очень, очень важно проверять и перепроверять, все ли всё знают и понимают, особенно если вы чувствуете, что коммуникация между участниками не налажена. Так можно избежать хотя бы некоторых проблем

Чем меньше делать предположений, тем лучше будет передаваться информация о том, что по-настоящему важно и актуально.

Не развивается ли у меня паранойя? Некоторые люди
слишком много размышляют о том, что может случиться. Иногда мы так сильно хотим избежать неудач или ошибок, что  мысли  об  этом  нас  совершенно  парализуют. Да и вообще, если много думать о потенциальных неприятностях, можно спровоцировать проблемы, которых при более спокойном отношении к происходящему и не возникло бы. Страх неудачи часто мешает отдать своей мечте все силы. Так что не позволяйте себе чрезмерно переживать и думать о возможных сложностях, лучше больше работайте!

Провисание некоторых частей модели

Некоторые части не напечатались, сломались или вместо аккуратной поверхности получается оплывшая сопля из пластика.

Нет поддержки для нависающих элементов

3D принтер не умеет печатать в воздухе, поэтому если в модели есть нависающие элементы нужно выставлять опоры — поддержки. Слайсер может сам выставить необходимые поддержки, нужно в настройках поставить соответствующую галочку.

При печати с растворимой поддержкой можно выставить зазор между моделью и поддержкой — 0. Так поверхность получится более гладкой. Если материал поддержки и модели одинаковый — нужно добавить небольшой зазор. Иначе будет сложно отделить поддержку от модели.

Разделить модель

Иногда на поддержки может уйти больше пластика чем на модель. В таком случае для экономии материала и времени будет удобнее модель порезать. Если у вас не один 3D принтер то модель получится напечатать в несколько раз быстрее.

При резке модели можно оставлять пазы или закладные, что бы кусочки модели соединялись без смещения.

Пластик не давится из сопла

Принтер уже вроде начал печатать, но печатный стол остается пустым. Или часть модели не напечаталась.

Забитое сопло

В 3D печати сопло – это расходник. Сопла забиваются или изнашиваются (частота зависит от типа пластика). Самое простое – это заменить сопло. Но если под рукой не оказалось запасного – можно попробовать почистить старое. Для этого существует целый набор тонких иголок. Или можно разогреть забитое сопло выше температуры плавления пластика и “выжечь” засор. Но впоследствии все равно сопло лучше заменить.

Низкая температура сопла

Нужно повысить температуру экструдера в настройках слайсера или проверить исправность термистора и нагревательного блока. Иногда термистор может некорректно считать температуру из-за неисправности или неправильных настроек прошивки 3D принтера.

Если проблема возникла после замены термистора – обратитесь к производителю или почитайте статьи про PID тюнинг.

Пустой экструдер

При нагревании экструдера из сопла начинает сочится пластик. Из-за этого печатать экструдер может начинать полупустым. Из-за этого часть первого слоя не печатается. Можно продавить пластик вручную, просто протолкнув пруток в сопло. Или решить эту проблему программно – в слайсере добавить печать контура вокруг модели (одна линия). 

Некоторые производители и 3D энтузиасты в начало каждого GCode добавляют печать линии на краю стола. Это сделано для того чтобы в сопле был пластик к началу печати модели. 

Механизм подачи не проталкивает пластик

Пластик проталкивает к экструдеру механизм подачи – мотор с надетой на вал специальным шкивом. Если пластик по какой то причине не проталкивается (забито сопло, низкая температура экструдера и т.д) то шкив “прогрызает” пруток. Нужно протолкнуть пластиковый пруток руками или отрезать поврежденный кусок.

Деформация модели

Некоторые части модели как будто оплавились в некоторых местах или с одной стороны. Проблема чаще всего возникает при печати PLA пластиком. Дефект появляется из-за того что пластик не успевает остывать и деформируется.

Недостаточный обдув модели

Включите вентиляторы обдува на максимум. Если их мощности не хватает (в некоторых принтерах вентилятор расположен только с одной стороны) можно поставить обычный настольный вентилятор и направить его на стол 3D принтера.

Маленькие модели сложно хорошо обдувать. Старайтесь печатать небольшие изделия вместе с большими или разместите несколько одинаковых моделей в разных углах стола. Так у пластика будет больше времени на остывание.

Верх модели “дырчатый” или неровный

Верх модели получается бугристый или с отверстиями. Проблема может возникнуть если верхняя часть модели плоская. Например как у кубика.

Недостаточный обдув

При печати верхней плоскости (крышки) пластик не успевает остывать и остаётся слишком жидким. Из-за этого нити рвутся и образуются дыры. Увеличьте скорость вращения вентиляторов обдува на последних слоях.

Мало верхних слоев

Верх отпечатка может получится слишком тонким и из за этого деформироваться. Проверьте настройки слайсера. Количество верхних слоев не рекомендуется ставить меньше 6.

Маленький процент заполнения

Если процент заполнения слишком маленький, то верхнему слою будет просто не на что опереться. Увеличьте процент заполнения в настройках слайсера.

Расслоение модели

На поверхности отпечатка во время или после печати образуются трещины. Трещины могут быть значительные или совсем небольшие. Чаще всего такая проблема возникает у пластиков с большим процентом усадки — ABS или Нейлон.

Резкий перепад температур (если модель расслаивается во время печати)

При резком перепаде температур (например сквозняк) часть модели остывает быстрее. Это приводит к неравномерности усадки и неправильному распределению внутреннего напряжения. Для пластиков с низкой усадкой это не критично. Но если процент усадки больше нескольких процентов модель может лопнуть по слоям.

Для печати такими пластиками рекомендуется использовать принтер с закрытым корпусом. Если такой возможности нет — постарайтесь максимально исключить сквозняки и резкие перепады температур в комнате где печатает 3D принтер.

Температура печати

Из-за слишком низкой температуры печати слои могут плохо “склеиваться” друг с другом. Повысьте температуру печати в настройках слайсера.

Закалка (если модель трескается после печати)

Иногда трещины на модели появляются через несколько дней после печати. Это происходит из-за неравномерного распределения внутреннего напряжения после остывания. Можно попробовать “закалить” готовое изделие.

Для закалки модель помещают, например в духовку, и нагревают до температуры размягчения пластика. После этого нагрев выключают и оставляют медленно остывать духовку с моделью внутри. Благодаря этому напряжение внутри отпечатка распределится более равномерно. Но в этом методе очень важна точность — стоит немного ошибиться с температурой и готовое изделие может “поплыть”.

В местах где экструдер менял направление видна рябь. Чаще всего это выглядит как тень вокруг “остро” выступающих элементов модели.

Проблемы с механикой

Иногда проблема возникает из-за люфта экструдера. Проверьте не разболталось ли крепление экструдера к направляющим. Обязательно проверьте натяжку всех ремней.

Высокая скорость печати или большие ускорения

Слишком быстрое перемещение экструдера может привести к вибрациям из-за которых и возникает рябь на стенке модели. Чем меньше вес экструдера тем менее заметной будет рябь. Чтобы избавится от звона просто уменьшите скорость печати в настройках слайсера.

Причина 1. 3D-печать дорогая и медленная

3D-печать оказалась в центре внимания во время пандемии COVID-19 и сопутствующих экономических потрясений. Компании — от отраслевых лидеров до представителей малого бизнеса, работающих не дома, — активно использовали аддитивное производство, чтобы быстро изготавливать средства борьбы с пандемией, такие как маски для лица, аппараты искусственной вентиляции легких и зонд-тампоны для отбора проб.

Многие отдают должное аддитивному производству, оценивая его помощь в борьбе с пандемией, и некоторые считают это переломным моментом в развитии индустрии 3D-печати. Однако есть и те, кто придерживается стереотипа многолетней давности о том, что эта технология делает производство медленнее и дороже.

Говорить так о 3D-печати в целом — несправедливо и некорректно, но все же в этом есть доля истины.

Есть несколько методов 3D-печати металлом. Ведущие производители используют те, которые основаны на спекании, плавлении или напылении металлического порошка. По этой технологии детали создаются из сплавленных вместе крупинок металла. Однако использовать металлический порошок дорого. При обращении с ним производственные бригады нуждаются в дополнительных мерах безопасности. Кроме того, много времени и денег уходит на процессы постобработки: на удаление остатков порошка, термическую и механическую обработку.

Неправильное понимание задачи

Мы разрабатываем программные продукты для бизнес-процессов. Часто сталкиваемся с ситуацией, когда клиент плохо представляет, что ему нужно и как это должно работать. Создаётся опасная ситуация, когда команде приходится сделать «то — не знаю что». При этом разработчики зачастую уверены, что правильно поняли решаемую проблему и движутся в верном направлении.

Наступает дедлайн, руководитель проекта смотрит на результат и понимает, что задача не решена, потому что была неправильно понята.

Чтобы таких ситуаций не случалось, над решением нужно работать не только совместно с командой, но и с клиентом.

Так все участники процесса будут понимать проблему, над решением которой трудятся. Первый шаг к тому, чтобы сдать вовремя задачу — понять, в чём она заключается.

Помимо совместной работы, помогает итеративный подход. Двигаясь к решению небольшими шагами, каждый из которых завершается анализом, мы корректируем направление работ с наименьшими потерями.

Модель отклеивается от печатного стола или не липнет к нему

Это самая распространенная проблема 3D печати. У каждого 3D печатника был случай когда первый слой предательски скатывается цепляясь за экструдер или самое обидное — когда отрывает от стола частично напечатанную модель. Первый слой должен прилипнуть намертво иначе ничего не напечатается.

Слишком большой зазор между столом и соплом

Это самая распространенная причина. Нужно просто выставить правильный зазор между столом и соплом.

В современных принтерах часто используется система автокалибровки (автовыравнивания) стола или вспомогательная программа выравнивания стола. Для калибровки таких принтеров воспользуйтесь инструкцией. Если инструкции нет, ее можно скачать на сайте производителя.

Если у вас простой принтер без автокалибровки, самосборный или KIT набор, для калибровки используйте щуп или сложенный пополам кусочек бумажки. Щуп должен быть слегка прижат соплом к столу. Перед калибровкой стол и экструдер нужно нагреть. Поочередно выровняйте поверхность стола над каждым регулировочным винтом (их может быть 3 или 4) и только потом проверяйте центральную точку.

Небольшая шпаргалка для определения правильности зазора по первому слою

Пластик с плохой адгезией

Некоторые виды пластика из-за разных причин, например большая усадка, плохо прилипают к поверхности печатной платформы. В этом случае попробуйте использовать наклейки или специальные 3D клеи для улучшения адгезии между столом и первым слоем пластика.

На заре 3D печати проводились эксперименты с разными домашними рецептами 3D клеев. ABS разведенный в ацетоне, клей БФ, сахарный сироп и даже пиво. Некоторые эксперименты были удачны. До сих пор некоторые энтузиасты в качестве 3D клея используют некоторые виды лаков для волос или клеев карандашей. Но все же они уступают по своим свойствам промышленным 3D клеям.

Некоторые виды высокотемпературных пластиков с большим процентом усадки (ABS, Нейлон и т.д) могут отклеиваться от стола во время печати. Это происходит из-за неравномерного остывания и “сжимания” модели (нижние слои уже остыли, а верхние еще нет). Для таких пластиков нужно обязательно использовать 3D принтер с подогреваемым столом и закрытым корпусом.

Слишком низкая температура пластика

Чем сильнее разогрет пластик при выходе из сопла тем лучше он прилипнет к печатной платформе. Первые 5-10 слоев лучше печатать на более высокой температуре (+ 5-10 градусов) и отключить вентилятор обдува.

Неправильные настройки первого слоя (скорость и толщина)

Более толстый слой прилипает проще, поэтому стандартно первый слой имеет толщину 0,3мм. При увеличении скорости печати нагревательный блок может просто не успевать нагревать пластик до нужной температуры и он будет хуже прилипать к столу. Перед печатью проверьте в слайсере настройки скорости и толщины первого слоя.

Наличие более важных задач

Бывает, что месяцами ждёшь, пока сотрудник найдёт время на не очень важную, но нужную задачу. Если нет дедлайна, не страшно, что она будет сделана позднее. Но будьте начеку, если хотите, чтобы она была сделана.

Наш разработчик ждал от менеджера регистрации проекта в Microsoft BizSpark. У менеджера было много более приоритетных и срочных задач. Разработчик терпеливо напоминал о задаче и через несколько недель получил долгожданный доступ. Если бы он не делал этого, про задачу забыли бы.

Не стесняйтесь напоминать про задачу.

В худшем случае это так надоест коллеге, что ему будет проще сделать её. Вместе с этим учитесь понимать настроение и состояние коллег, а также учитывать, над чем они сейчас работают. Для этого полезно делать задачи каждого сотрудника открытыми для других. Это поможет выбрать подходящее время, чтобы в очередной раз напомнить о задаче.

Поддерживающие материалы

Как вы знаете, 3D принтер начинает печать снизу вверх. Это означает, что если в дизайне вашей модели присутствуют большие выступы в верхней части, которые не имеют какого-либо упора, то вы можете столкнуться с некоторыми сложностями. Пластиковая нить тоже подчиняется законам гравитации и не может выдавливаться в пустоту.  В таких случаях может использоваться специальная поддерживающая конструкция, на которую будут опираться выступающие части модели. Такие конструкции могут быть водорастворимыми или же удалятся механическими путями. В любом случае, перед началом постобработки, такие поддержки нужно удалить. 

Шлем напечатан в перевернутом виде, с минимальной поддержкой. Если ваша поддерживающая конструкция не является водорастворимой, то вам необходимо ее отломить или отпилить. Например, в данном случае будет удобно воспользоваться бытовым ножом Exacto, делая надрезы в одной плоскости с напечатанной поверхностью. После удаления поддержек, воспользуйтесь наждачной бумагой с зернистостью 200 или 400, аккуратно зачистив следы. На изображении выше, вы можете заметить, что модель была напечатана вверх ногами, для того чтобы не создавать большого количества поддерживающих опор и тем самым сократить время на их удаление. Кроме того, PLA пластик легче шлифовать на больших, ровных участках, таких как верхняя часть шлема. Если ваша поддерживающая конструкция растворимая, то скорее всего вы имеете дело с PVA или HIPS. В этом случае поместите модель в соответствующий растворитель — вода для PVA, лимонен для HIPS. Вода должна полностью растворить структуру за несколько часов.  Лимонену потребуется больше времени для растворения HIPS, обычно около 24 часов. В обоих случаях не забывайте время от времени встряхивать контейнеры с растворителем и вашей моделью для ускорения процесса растворения. 

Верный режим промывки изделия

Тщательная промывка изделия – важная часть процесса постобработки

Особенно важно это для стоматологических изделий, т.к. недопустимо попадание жидкого полимера в ротовую полость пациента

Мы рекомендуем промывать модель в спирте, разделив эту операцию на 2 этапа:

• Промывка в грязном спирте

• Промывка в чистом спирте в ультразвуковой ванне

Разделение этой операции на два этапа позволяет экономить спирт и лучше отмывать детали

Прогрев модели заданное время в печи при необходимой температуре

Прогрев печатаемой модели позволяет снять внутренние напряжения, неизбежно возникающие в процессе печати. Помимо этого, прогрев способствует испарению спирта из модели после промывки, что так же положительно влияет на механические характеристики получаемой детали. Перегревать или передерживать деталь в печи также не стоит, это приводит к появлению трещин.

Много переработок

На моей практике чаще всего переделывать по несколько раз приходится макеты интерфейса. Это связано с тем, что при работе над ними открывается новая информация.

Чтобы минимизировать количество таких ситуаций, необходимо провести подробный анализ проблемы пользователя и проработать сценарии взаимодействия. Как говорилось выше, дизайнер должен привлекаться к работе с самого начала.

Имея на руках сценарии взаимодействия, можно двигаться дальше.

Почувствовала это на себе, когда работала UX-дизайнером. С самого начала я старалась делать качественные прототипы для всего сценария взаимодействия. На это уходило много времени, а после демонстрации результата команде оказывалось, что необходимо многое переделывать. Это приводило к срыву сроков и сильно демотивировало.

Выстройте процесс работы так, чтобы быстрее получать обратную связь от команды, заказчика или пользователей и вносить правки на её основе.

Слоновья нога

Первые слои модели получаются более широкими  выступают за границы модели. Это происходит из-за того что верхние слои давят на первые, еще не остывшие и расплющивают их.

Высокая температура стола

Из за слишком высокой температуры стола нижние слои долго остаются мягкими. Попробуйте снизить температуру стола. Снижать лучше постепенно (с шагом в 5 градусов). Можно попробовать включить обдув при печати первых слоев. 

Маленький зазор между соплом и печатным столом

Если, при печати первого слоя, сопло находится слишком близко к столу то лишний пластик будет вытесняться. После нескольких слоев это будет уже не так заметно, но может привести к эффекту “слоновьей ноги”.

Скорость поднятия и опускания детали

Параметр скорости поднятия столика очень важен для получения качественной боковой поверхности. Плавный отрыв позволит сохранить поддержки в целости и не допустить разрушения модели в процессе печати. Наиболее актуально это для мягких материалов, таких как HARZ Labs Dental Cast, Dental Pink Soft и Industrial Flex в которых природа материалов требует от них быть достаточно мягким.

Высота поднятия столика

В процессе печати деталь прилипает не только к столику, но и к пленке кюветы. Когда столик начинает подниматься пленка следует за моделью и, выгибаясь, отрывается от детали. Если выбрать слишком маленькую высоту подъема, то деталь попросту не оторвется и будет продолжать двигаться вместе с пленкой пока спустя несколько слоев не наберет нужную высоту и не оторвется от пленки. Естественно, такую печать можно будет смело отправить в брак.

Время задержки перед печатью

Многие пользователи пренебрегают данной настройкой, недооценивая ее влияния на результат печати. Для оценки влияния ее на качество печати необходимо немного разобраться в механике процесса. При опускании столика создается некоторое давление полимера на кювету, хоть оно и не велико, его хватает чтобы выгнуть экран принтера и увеличить зазор между столиком и пленкой кюветы. Соответственно если в этот момент начать печатать можно получить шершавую боковую поверхность изделия. Это связанно с тем, что материал все еще продолжает вытекать из-под столика, хотя при этом уже происходит засветка слоя.

Итоги

В этой статье мы рассказали о самых популярных дефектах 3D печати и вариантах их решения. Не стоит пугаться такого длинного списка. Некоторые проблемы встречаются редко и вряд ли вы с ними столкнетесь.

Есть перечень проблем возникающих из-за конструктивных особенностей 3D принтера, поэтому старайтесь выбрать принтер который подойдет для ваших задач. Для этого нужно понимать какие изделия и каким материалом нужны именно вам.

Проблемы связанные с алгоритмами печати быстро устраняются разработчиками ПО.

Какую высоту слоя вы используете при печати? 0.1, 0.15 или 0.2 — не важно, верхний слой вашей детали будет выглядеть одинаково. А если стол откалиброван для лучшего прилипания деталей, то у вас еще и образуется «слоновья нога»

В данной статье я покажу вам, как заметно улучшить качество верхнего слоя детали и убрать «слоновью ногу» настройками в Cura.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
3D-тест
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: