Наиболее распространенные проблемы экструзионной 3D-печати и решения

FDM/FFF 3D-принтер — сложный механизм, да и пластики для 3D-печати могут сильно отличаться по свойствам. Как результат, начинающему пользователю может быть сложно выявить причины появления дефектов в печатаемых изделиях. Специально на такие случаи мы подготовили руководство с перечнем наиболее распространенных проблем и решений.

Оглавление:

1. Материал не подается
2. Проблемы с укладкой первого слоя
3. Модель срывается со стола во время 3D-печати
4. Деформация модели во время 3D-печати
5. Пропуск слоев или выемки в стенках
6. Наплывы на поверхностях
7. Расслоение
8. Звон
9. Провисание отдельных элементов модели
10. Тонкие щели между стенками
11. Неровности или отверстия в верхнем слое
12. Паутина
13. Модель не отделяется от стола

1. Материал не подается

Причин может быть несколько. Первая — обрыв филамента. Убедитесь, что нить заправлена в проталкивающий механизм экструдера (фидер).

Вторая возможная причина — недостаточная температура экструзии. Проверьте температуру хотэнда и сравните с настройками, рекомендуемыми производителем филамента.

Третья — забитое сопло. Может произойти из-за образования нагара или накипи при перегреве пластика. Решается прочисткой сопла с помощью иглы, вымачиванием в подходящем растворителе и/или прокаливанием сопла.

Четвертая — недостаточное расстояние между соплом и поверхностью рабочего столика. Иначе говоря, сопло упирается в стол. Проявляется в самом начале, при попытке укладки первого слоя. Решается калибровкой. Процедура «выставления нуля» разнится от принтера к принтеру, но инструкции по калибровке должны быть в руководстве по эксплуатации.

Пятая — производственный дефект или деформация прутка. Разгрузите экструдер и проверьте филамент на утолщения или утончения, способные препятствовать подаче нити в горло хотэнда или сцеплению с подающими шестернями.

Шестая — недостаточный прижим ведущих шестерней фидера. Прижим должен быть достаточно сильным для надежной подачи, но не избыточным во избежание деформации прутка и возникновения предыдущей проблемы. Как правило, прижимное действие регулируется с помощью пружины и специального винта.

Седьмая — зажевывание филамента в фидере. Характерно только для очень мягких, эластичных материалов. Решается снижением скорости подачи, в идеале требует доработки экструдера с целью снижения расстояния между подающими шестернями и горлом хотэнда.

2. Проблемы с укладкой первого слоя

Частичное отлипание, пропуски, возникновение «вермишели» или сильные неровности при укладке первого слоя указывают на неправильную юстировку столика. В различных 3D-принтерах проблема решается по разному — от ручной регулировки наклона платформы регулирующими винтами до автоматического построения сетки поверхности с программной компенсацией во время печати. Проверьте инструкции по юстировке в руководстве по эксплуатации 3D-принтера.

3. Модель срывается со стола во время 3D-печати

Каждый пластик требует определенных условий для стабильной адгезии к поверхности столика. Некоторые материалы хорошо липнут к стеклу, другим хватает малярного скотча, в некоторых случаях требуются дополнительные адгезионные средства — клеи, лаки. Кроме того, материалы с сильной термоусадкой требуют подогрева столика во время 3D-печати. Уточните рекомендуемые поверхности и адгезионные средства для выбранного материала, а также рекомендуемую температуру столика, если материалу требуется подогрев.

4. Деформация модели во время 3D-печати

Деформации могут проявляться по-разному. Один вариант — так называемая «слоновья нога» (на иллюстрации выше), то есть утолщение в нижней части модели. Возникает по причине недостаточно быстрого охлаждения слоев: нижние слои не успевают застывать и растекаются под весом наносимого поверх них материала. Решается усилением обдува и/или снижением скорости печати. Также проверьте настройки подогрева столика, возможно их стоит понизить.

Второй вариант — закручивание слоев (коробление), характеризуемое отлипанием краев модели от столика, в крайних случаях даже полным отрывом модели от рабочей поверхности. Вызывается термоусадкой, лечится в первую очередь соблюдением температурного режима столика и использованием дополнительных адгезионных средства. 3D-печать изделий из полимеров с высокой термоусадкой по возможности следует осуществлять на 3D-принтерах не только с подогреваемыми столиками, но и закрытыми камерами. Если такой возможности нет или стабилизации фоновой температуры не хватает, попробуйте добавить в слайсере внешний контур — юбку или рафт, повышающие площадь соприкосновения модели со столом, а также попробуйте снизить плотность заполнения модели.

Третий вариант — сдвиги или неправильная геометрия слоев. Убедитесь в отсутствии сквозняков, способных вызвать неравномерную усадку модели, при необходимости либо используйте термокамеру, либо напечатайте защитный контур вокруг модели. В ярко выраженных случаях такие дефекты, как правило, связаны с механическими неполадками: недостаточной фиксацией шкивов, износом подшипников, недостаточной смазкой, трением или недостаточным натяжением ремней, и так далее. Требует тщательной проверки узлов.

5. Пропуск слоев или выемки в стенках

Как правило, вызываются недостаточной экструзией. Проверьте настройки подачи материала и температуру хотэнда, убедитесь, что тефлоновая трубка в термобарьере (если таковая имеется) не деформирована, а также попробуйте снизить скорость печати, чтобы экструдер успевал плавить нить. Так же стоит проверить чистоту сопла, нагар на стенках внутри него может препятствовать прохождению филамента.

6. Наплывы на поверхностях

Вызываются слишком высоким темпом подачи материала, то есть переэкструзией. Уменьшите скорость подачи пластика (поток) в настройках слайсера.

7. Расслоение

Вызывается недостаточной когезией слоев и/или неравномерной термоусадкой. Как правило, решается повышением температурного режима: более высокая температура экструзии обеспечит повышенное сцепление слоев, а повышение температуры столика поможет бороться с термоусадкой. Так же большое значение играет наличие закрытой камеры у 3D-принтера. Как правило, данная проблема возникает у принтеров открытого типа.

8. Звон

Рябь на поверхностях, она же «звон» — может быть как результатом вибраций, так и признаком механических неполадок, таких как люфт экструдера, искривление валов, недостаточное натяжение ремней. В большинстве случаев вызывается избыточными вибрациями и решается снижением скорости печати.

9. Провисание отдельных элементов модели

Проявляется при построении навесных структур — горизонтальных (так называемых «мостов») или наклонных. FDM/FFF 3D-принтеры не умеют печатать по воздуху, поэтому при слишком высоких углах наклона или слишком большой длине горизонтальных элементов требуется добавление опорных структур (поддержек). Проверьте настройки слайсера и воспользуйтесь функцией автоматического построения поддержек. Если же пластик просаживается даже при небольших углах наклона или печати коротких мостов, попробуйте снизить скорость печати или повысить обдув, чтобы материал успевал затвердевать.

10. Тонкие щели между стенками

Проблема проявляется в основном при построении тонких контуров и связана с фиксированной шириной укладываемых линий, зависящей от настроек и диаметра сопла. Например, при укладке стенки толщиной в две или три линии проблем может не быть, а вот при укладке стенки толщиной в две с половиной линии может появиться зазор. Некоторые слайсеры динамически регулируют ширину линий, помогая избегать этой проблемы. В противном случае придется либо менять диаметр сопла, либо вручную дорабатывать 3D-модель, либо менять масштаб.

11. Неровности или отверстия в верхнем слое

Вызываются недостаточной толщиной и/или слишком медленным охлаждением верхнего слоя при печати поверх частичного внутреннего заполнения. Чтобы материал не просаживался, попробуйте увеличить обдув, в случае появления отверстий попробуйте увеличить толщину верхнего слоя через соответствующую настройку в слайсере.

12. Паутина

Проявляется в виде тонких волосков на поверхности модели или между отдельными участками. Вызывается недостаточным ретрактом (обратным ходом) материала при холостом перемещении головки. Попробуйте увеличить значение ретракта в настройках слайсера. Если программным путем проблему решить не удастся, на расстраивайтесь: паутина довольно легко отделяется вручную по завершении 3D-печати.

13. Модель не отделяется от стола

В некоторых случаях, особенно при печати на стеклянных столиках, адгезия с рабочей поверхностью может быть избыточной и даже привести к повреждению либо самой модели, либо столика при применении чрезмерного усилия. Чтобы такие проблемы не возникали, попробуйте наносить перед печатью клей или лак в качестве разделительного слоя, предварительно очистив рабочую поверхность подходящим растворителем, а также не спешите и позвольте модели полностью охладиться по завершении печати. Помните, что охлаждение сопровождается усадкой, а потому через некоторое время модель может отделиться от стола самостоятельно. В крайнем случае отделите изделие после остывания с помощью острого, тонкого лезвия (скребка или ножа), стараясь не повредить поверхность столика.