Pogosta vprašanja na temo 3D tiskanja

FDM (Fused Deposition Modeling) tiskanje je aditivni postopek 3D tiskanja, pri katerem se predmeti ustvarjajo z nanašanjem staljenega materiala plast za plastjo. Je ena najbolj znanih in široko uporabljenih tehnologij 3D tiskanja, predvsem zaradi svoje stroškovne učinkovitosti in enostavnosti uporabe.

Pri tiskanju FDM se termoplastični filament iztiska skozi segreto šobo, ki material nanese na gradbeno platformo. Tiskalnik premika šobo natančno vzdolž določenih obrisov in tako ustvar posameznoi plast predmeta. Ko je posamična plast končana, se tiskalna podlaga (ali šoba, odvisno od zasnove tiskalnika) spusti in nanese se naslednja plast. Ta postopek se ponavlja, dokler ni izdelan celoten predmet.

Materiali: Uporabljajo se lahko različni termoplastični materiali, primerni za različne uporabe. Na primer PLA za projekte začetne ravni, ABS za mehanske dele ali TPU za fleksibilnejše predmete.

Uporaba: FDM se pogosto uporablja na področjih, kot so izdelava prototipov, modeliranje, strojništvo in ljubiteljsko ustvarjanje.

Warping (oz. upogibanje) je pogosta težava pri FDM 3D tiskanju, kjer se spodnje plasti natisnjenega predmeta med tiskanjem ločijo od delovne plošče in upognejo navzgor. Ta pojav nastane zaradi napetosti v materialu, ki nastanejo med procesom hlajenja. Zaradi tega se hladnejše plasti krčijo in vplivajo na bolj vroče, zaradi česar se model loči od tiskalne plošče in ukrivi.

Obstaja več vzrokov za Warping, ki so večinoma povezani s temperaturo, oprijemom in nastavitvami tlaka:

Glavni vzroki za Warping

Neenakomerno hlajenje: Med tiskanjem se staljeni filament ohladi in rahlo skrči. Če se hlajenje zgodi prehitro ali neenakomerno, nastanejo napetosti, ki povzročijo, da se material odlepi od tiskalne plošče. Warping je še posebej pogost pri materialih, kot je ABS, ki imajo visoko stopnjo krčenja.

Pomanjkanje oprijema na delovno ploščo: Če se prva plast ne oprime dovolj na delovno ploščo, se lahko med tiskanjem odlepi in ukrivi.

Nezadostno izravnana delovne plošče: Zaradi slabo izravnane plošče se prvi sloj nanaša neenakomerno, kar vpliva na oprijem in pospešuje Warping.

Pomanjkanje ali nezadosten nadzor temperature: Nizke ali nihajoče temperature v delovni komori ali na delovni plošči preprečujejo enakomerno oprijemljivost materiala in spodbujajo nastanek napetosti.

Ukrepi za preprečevanje Warpinga

Da bi se izognili deformacijam med 3D tiskanjem, obstajajo različni ukrepi, ki vplivajo tako na oprijem modela na podlago za izdelavo kot na nadzor temperature. Ključnega pomena je dober oprijem prve plasti, zato je treba uporabljati lepilna sredstva, kot so lepila v stiku, lak za lase, Blue Tape ali posebni premazi za tiskalno podlago. Za čim boljši oprijem mora biti čista tudi tiskalna plošča.

Natančno niveliranje tiskalne plošče zagotavlja enakomeren in raven nanos prve plasti, kar zmanjšuje tveganje Warpinga. Prav tako pomembna je optimizacija temperature tiskalne plošče. Delovna plošča mora biti segreta na priporočeno temperaturo za uporabljeni filament. Pri materialih, kot sta ABS ali najlon, lahko zaprta tiskalna komora pomaga zmanjšati temperaturna nihanja.

Pomaga tudi počasno in nadzorovano hlajenje, zato je treba zmanjšati uporabo ventilatorjev, zlasti v prvih nekaj plasteh. Stalna temperatura v delovni komori pomaga preprečiti napetosti v materialu. Nastavitve rezalnika lahko prilagodite tudi tako, da povečate hitrost tiskanja prve plasti in izberete večjo širino črte. Funkcije, kot sta "Brim" ali "Raft", lahko uporabite za povečanje kontaktne površine modela na tiskalni plošči in s tem izboljšate oprijem. Nenazadnje ima pomembno vlogo tudi izbira filamenta. Materiali, kot je PLA, ki imajo nižjo stopnjo krčenja, so manj nagnjeni k deformacijam in Warpingu ter so lahko dobra alternativa za problematične izpise.

Z združitvijo teh ukrepov je mogoče znatno zmanjšati tveganje Warpinga in izboljšati kakovost tiska.

Pri večjih tiskovinah na vzmetnih jeklenih tiskarskih ploščah lahko pride do ukrivljanja materiala, zlasti pri širokih prvih plasteh. Zaradi močnih sil, ki delujejo na model, se lahko fleksibilna tiskalna plošča zlahka upogne, tudi če ima odličen oprijem.

Tukaj je nekaj načinov za odpravo težave:

► Preverite ukrivljenost: Preden ukrepate, preverite, koliko in na katerih mestih je tiskalna plošča ukrivljena. To lahko storite z ravnilom ali vodno tehtnico, tako da jo položite na tiskalno ploščo in preverite vrzeli. Za natančnejše meritve lahko s kosom papirja ali merilno palico preverite razdaljo med šobo in tiskalno ploščo na različnih mestih.

► Izravnajte tiskalno ploščo: Če je tiskalna plošča le rahlo ukrivljena, bo morda za izravnavo neravnin zadostovalo ročno izravnavanje. Prilagodite nastavitvene vijake pod tiskalno ploščo, da dosežete čim bolj enakomerno višino. Danes skoraj vsi tiskalniki podpirajo avtomatsko izravnavo postelje: uporabite jo za izravnavo neravnin v programski opremi.

► Preverite grelno podlogo: Včasih vzrok ni dejanska tiskalna podloga, temveč neenakomerna porazdelitev toplote. Preverite, ali je grelna podloga pravilno nameščena in leži ravno. Če je ohlapna ali poškodovana, jo zamenjajte.

► Zamenjajte tiskalno ploščo: Če je tiskalna plošča močno ukrivljena, je njena zamenjava pogosto najboljša rešitev. Izberite visokokakovostno tiskalno ploščo iz materialov, kot so steklo, aluminij ali jeklo s PEI prevleko. Steklene plošče so na primer še posebej ravne in odporne na upogibanje, vendar manj prožne kot drugi materiali.

► Uporabite fleksibilne tiskalne plošče: Fleksibilne magnetne tiskalne plošče lahko kompenzirajo manjše neravnine in olajšajo odstranjevanje natisnjenih modelov. Preprosto jih namestimo na obstoječo delovno podlago in tako delno prikrijejo neravnine.

► Uporabite programsko kompenzacijo: Številni 3D tiskalniki ponujajo možnost aktiviranja izravnave mrežne podlage. To vključuje merjenje površine tiskalne podlage, tiskalnik pa med tiskanjem prilagodi Z-os, da izravna morebitne neravnine.

Za magnetno tiskalno površino priporočamo, da magnetno ploščo pritrdite neposredno na kovinsko tiskalno površino. To optimizira prenos toplote med ogrevano tiskalno površino in natisnjenim modelom, saj vmes ni izolacijske plasti. Kovinska tiskalna površina je posebej zasnovana za učinkovito prevajanje toplote, kar je pomembno za dober oprijem in zmanjšanje deformacij med tiskanjem.

Če pa ima vaš 3D tiskalnik kot del ogrevane podlage integrirano stekleno ploščo, kot je to pri nekaterih Artillery tiskalnikih, morate magnetno podlago pritrditi na stekleno ploščo. V tem primeru je steklena plošča glavna površina za tiskanje.

Zapletene tuljave so težava, vendar se redko pojavljajo, saj se jim običajno izognemo z avtomatiziranim postopkom navijanja. Najpogosteje se to zgodi, ko se prvič odpre tuljava s filamentom in se filament napelje v ekstruder. Predvsem pri togih filamentih, kot je PLA, se lahko filament zaradi napetosti na tuljavi razrahlja in zaplete. Pri fleksibilnih filamentih je to manj pogosto, pri togih materialih, kot so PLA ali kompozitni filamenti, pa se to dogaja pogosteje in je seveda zelo moteče.

Če se filament zaplete, tiskalnik nadaljuje z normalnim delovanjem in postopoma vleče zapleten vozel vse dlje, dokler se na koncu ne zatakne in je treba tiskanje ustaviti. Na srečo je težavo enostavno odpraviti. Filament lahko preprosto odvijete, pri čemer pazite na vzdrževanje napetosti, da se ne bi ponovno zapletel. Odvijanje nadaljujte, dokler ne najdete točke, kjer se je filament zapletel, in ga razvozlajte. Nato preverite še celoten filament za morebitne nadaljnje zaplete.

Ko je filament razvozlan, ga enakomerno navijte nazaj in pazite, da ostane napet. Izogibajte se ohlapnemu navijanju filamenta okoli tuljave, saj se lahko zaradi tega ponovno zaplete. Celoten postopek ne bi smel trajati dlje kot 5–10 minut, nato pa bi moral biti filament pripravljen za uporabo brez nadaljnjih težav.

Nasvet: Na platformi MakerWorld ali podobnih platformah lahko najdete nešteto STL datotek za praktične navijalke za tuljave filamentov, ki jih lahko sami natisnete in uporabite za pravilno navijanje tuljav nagnjenih k zapletanju!

Premike plasti običajno povzročijo napačne nastavitve ali slabo napeti jermeni. Jermeni morajo biti pravilno napeti, ne preveč ohlapni, a tudi ne preveč zategnjeni. Prepričajte se, da so vsi vijaki na oseh priviti ter da so tirnice čiste in namazane. Poleg tega morajo biti nastavitve hitrosti, pospeška in sunkov pravilno nastavljene. Dobra rešitev za preprečevanje premika plasti je pogosto zmanjšanje pospeševanja in sunkov ter zmanjšanje hitrosti tiskanja

Pri številnih 3D tiskalnikih je tiskalna plošča najtežji premikajoči se del, zato premiki plasti pogosto najprej vplivajo na ploščo. Ker se plošča pogosto premika vzdolž Y-osi, se premiki plasti običajno pojavljajo bolj vzdolž Y-osi kot vzdolž X-osi. Preverite tudi napajanje koračnih motorjev in se prepričajte, da kabelske povezave niso zrahljane. Nazadnje se prepričajte, da sta tiskalna plošča in tiskalnik na stabilni površini brez vibracij.

Če želite ugotoviti, kje je težava, lahko natisnete kalibracijsko kocko. To vam bo pomagalo prepoznati prizadeto območje in odpraviti težavo.

Izbira prave šobe za 3D tiskalnik je odvisna od več dejavnikov, kot so želena raven podrobnosti, hitrost, kompatibilnost materialov in predvidena uporaba natisnjenega predmeta. Tukaj je nekaj smernic:

► Velikost šobe (premer):

• Majhne šobe (0,2 mm do 0,3 mm): Idealne so za podrobne odtise, kjer so pomembne fine strukture. Slabost je, da tiskanje traja dlje.
• Standardne šobe (0,4 mm): Univerzalne in primerne za večino uporab. Te šobe ponujajo dober kompromis med hitrostjo tiskanja in podrobnostmi.
• Velike šobe (0,6 mm do 1 mm): Primerne so za velike, manj podrobne predmete, kjer je hitrost pomembnejša od natančnosti.

► Izbira materiala:

• Medeninaste šobe: Primerne so za standardne filamente, kot so PLA, PETG in ABS. Vendar se hitro obrabijo pri abrazivnih materialih, kot so karbonska vlakna ali lesni filamenti.
• Kaljeno jeklo: Priporočljivo je za abrazivne materiale, ker so te šobe izjemno odporne proti obrabi. So manj toplotno prevodne, kar lahko nekoliko zviša temperaturo tiskanja.
• Specialne šobe (npr. Ruby, CHT, ObXidian, DiamondBack itd.): Zasnovane so za industrijsko uporabo ali zelo zahtevne materiale. So trpežne, vendar drage.

► Specifične zahteve:

• Visokotemperaturni tisk: Uporabite šobe, zasnovane za visoke temperature (npr. kaljeno jeklo za PEEK ali PEI).
• Tiskanje z več materiali: Če uporabljate različne materiale, izberite šobe, ki jih je mogoče enostavno očistiti.

Ventilatorji Noctua so znani po svojem tihem delovanju in učinkovitosti, zaradi česar so priljubljena izbira za uporabo v 3D tiskalnikih. Možnost namestitve ventilatorja Noctua na vaš 3D tiskalnik je odvisna od več dejavnikov:

Kompatibilnost z velikostjo ventilatorja: Ventilatorji Noctua so na voljo v različnih velikostih (npr. 40 mm, 60 mm, 80 mm, 120 mm). Vaš 3D tiskalnik mora imeti nosilec za ustrezno velikost ventilatorja ali pa ga je treba prilagoditi (npr. z natisnjenim adapterjem).

Napetost: Večina 3D tiskalnikov uporablja ventilatorje z napetostjo 12 V ali 24 V. Prepričajte se, da je vaš ventilator Noctua kompatibilen z delovno napetostjo vašega tiskalnika. Noctua ponuja adapterje ali modele, zasnovane za različne napetosti.

Vrsta priključka: Preverite, ali želeni ventilator Noctua uporablja isti priključek kot ventilator vašega 3D tiskalnika (običajno priključek JST ali Molex).

Modifikacije: Če vaš tiskalnik ni neposredno pripravljen za ventilator Noctua, lahko natisnete nosilce ali uporabite adapterje, ki omogočajo pritrditev ventilatorja.

Stringing, znano tudi kot "Oozing" ali "nitkanje", je pojav, pri katerem se med različnimi deli natisnjenega predmeta pojavijo tanke niti staljenega filamenta. Do tega pride med 3D tiskanjem, ko se tiskalna glava premika iz enega položaja v drugega, ne da bi pri tem aktivno iztiskala material. Te niti nastanejo, ker staljeni material zdrsne iz šobe, podobno kot pri pištoli za vroče lepilo.

Nitke vplivajo na estetiko natisnjenega predmeta, v nekaterih primerih pa lahko omejijo funkcionalnost, če je niti težko odstraniti. Vendar se lahko z optimiziranimi nastavitvami tiskanja in rednim vzdrževanjem tiskalnika učinkovito izognemo Stringingu.

Vzroki za Stringing:

• Nezadostno umikanje: Če se filament med premikanjem tiskalne glave ne odmakne dovolj, material ostane v šobi in lahko nenadzorovano uhaja.
• Previsoka temperatura tiskanja: Pri visokih temperaturah filament postane bolj tekoč in lažje kaplja iz šobe.
• Hitrost premikanja: Premajhna hitrost premikanja lahko poslabša težavo, saj se šoba dlje časa zadržuje nad odprtimi površinami.
• Material za tiskanje: Nekateri materiali, kot sta TPU ali PETG, so bolj nagnjeni k Stringingu kot drugi, kot je npr. PLA.

Tukaj je nekaj nasvetov, kako preprečiti Stringing:

Optimizirajte nastavitve za umik (Retraction):

• Retraction Distance (razdalja umikanja): Povečajte razdaljo, na kateri se filament umakne. Običajne vrednosti so od 1 do 7 mm, odvisno od tipa tiskalnika in ekstruderja.
• Retraction Speed (hitrost umikanja): Nastavite višjo hitrost, da zagotovite hiter umik filamenta iz šobe.

Znižajte temperaturo tiskanja:

• Temperaturo tiskanja zmanjšujte postopno (npr. za 5 °C), da zmanjšate viskoznost filamenta. Prepričajte se, da se material še vedno lepo iztisne.

Čistilno gibanje (Wiping):

• V rezalniku aktivirajte Coast- ali Wipe-funkcijo, tako da šoba med umikanjem pomete čez že natisnjen material in odstrani niti.

Povečajte hitrost tiskanja:

• Povečajte hitrost gibanja med tiskalnimi segmenti, da preprečite, da bi se šoba zadrževala dovolj dolgo, da bi povzročila nitkanje. Pogosto so v pomoč vrednosti 150–250 mm/s.

Vzdrževanje tiskalnika:

• Prepričajte se, da je šoba čista in da ni zamašenih ali obrabljenih mest, zaradi katerih bi lahko material nenadzorovano uhajal.

Izbira materiala:

• Če se pri določenih materialih pojavi Stringing, preizkusite druge vrste filamentov ali blagovne znamke, ki so manj nagnjene k nitkanju.

Za prilagoditev nastavitev uporabite Stringing-Test iz spletne baze podatkov (npr. Thingiverse). Ti testi pogosto vključujejo več stolpov, med katerimi se tiskalnik premika, kar vam omogoča, da ciljno zmanjšate Stringing.