Объяснение мостов 3D-печати: от проблемы к решению

3D-печать часто подразумевает создание деталей, которые перекрывают зазоры. Этот процесс, называемый перекрытием, может быть довольно сложным. Когда ваш принтер пытается печатать через пустое пространство, пластик может провисать или не соединяться должным образом. Это руководство охватывает все, что вам нужно знать о перекрытии в 3D-печати. ​​Мы рассмотрим, почему это важно, как это сделать хорошо и как устранить распространенные проблемы. Вы получите полезные советы о том, как улучшить свои отпечатки, независимо от того, являетесь ли вы новичком или опытным пользователем.

Как работает мостик в 3D-печати

Преодоление в 3D-печать относится к созданию форм, перекрывающих промежутки без использования опор. Это довольно удобный метод, когда пытаешься сделать сложные конструкции и выступы.

Это делается путем укладки пластика поперек пустого пространства между двумя точками в процессе моста. Более сложная часть заключается в том, как сохранить форму пластика, когда он пересекает зазор.

Начинается это с того, что принтер выталкивает пластик в один край зазора. Пока эта головка пересекает открытое пространство, она непрерывно выдавливает пластик. Выдавленный пластик остывает и затвердевает, будучи уложенным. К тому времени, как он достигает другой стороны, он соединяется, образуя мост. Затем принтер накладывает все больше и больше слоев сверху, чтобы сделать мост более прочным.

Единственное, что нужно, для хорошего моста, пластик должен быть точно нужной температуры: достаточно теплый, чтобы растянуться по зазору, достаточно холодный, чтобы сохранить форму. Достижение этого баланса делает мост таким сложным и таким полезным в 3D-печати. ​​Если все сделано правильно, это позволяет создавать сложные формы без необходимости удалять опоры позже.

Три распространённые проблемы мостов

Обычно, создание мостов является проблемой при 3D-печати. ​​Три наиболее распространенных проблемы, которые могут возникнуть при попытке создания мостов, — это провисание, натяжение и зазоры/несоответствия. Каждая из этих проблем будет иметь свои причины и визуальные характеристики.

1. Провисание

Если вместо того, чтобы сохранять прямую линию между зазорами, экструдированный материал провисает или изгибается вниз. Это, как правило, более выражено при более длинных мостах или при печати материалами, которые остывают довольно медленно. Это может привести к деформированной конечной форме с более низкой структурной целостностью.

Визуальные признаки провисания включают::

• Заметный провал в центре моста
• Неравномерная толщина по всей перемычке
• Волнистые или неровные линии в области перемычки

2. Нанизывание

Натяжение — это проблема, при которой тонкие нити пластика видны между частями печати, которые не должны соприкасаться друг с другом. В процессе натяжения при мостике поперек зазора образуется структура, похожая на паутину. Обычно это происходит из-за неправильной температуры во время печати или неподходящих настроек ретракции.

Индикаторы нанизывания включают в себя::

• Тонкие нити пластика, охватывающие область моста
• Клочья или паутинные образования на открытых пространствах
• Избыточный материал скапливается на поверхности печати

3. Пробелы и несоответствия

Пробелы и несоответствия в мостике могут проявляться как пробелы или нерегулярные узоры в печатном материале. Некоторые из причин, которые могут вызывать эти проблемы, включают плохую экструзию, дифференциальное охлаждение и несоответствующие скорости печати. ​​Эти пробелы и несоответствия серьезно подрывают структурную целостность мостика и общий вид печати.

Распространенные признаки пробелов и несоответствий:

• Видимые отверстия или пробелы в перекрытой секции
• Неровная или неровная текстура поверхности
• Неравномерная ширина или толщина по всему мосту

Эти обычные проблемы, для того чтобы мост был реализован, обычно преодолеваются путем регулировки различных настроек печати и факторов окружающей среды. Правильное определение таких проблем является первым шагом к улучшению качества мостовых секций в 3D-печатных объектах.

Факторы, влияющие на качество моста

Качество процесса мостостроения зависит от набора переменных. Наиболее важными из них являются:

1. Свойства материала

Различные материалы ведут себя по-разному во время перекрытия:

PLA (полимолочная кислота): В большинстве случаев его легче монтировать из-за его относительно низкой температуры плавления. Он довольно быстро затвердевает, поэтому идеально подходит для небольших мостов.

• Температура печати: 190-220°С.

АБС (акрилонитрилбутадиенстирол): С более высокой температурой плавления и тенденцией к деформации это сложнее преодолеть. Требуются более высокие температуры и закрытая среда печати.

• Оптимальная температура печати: 220-250°С.

ПЭТГ (полиэтилентерефталатгликоль): Золотая середина между PLA и ABS, он не деформируется так сильно, как ABS, но в результате получается тягучий.

• Оптимальная температура печати: 230-250°С.

2. Настройки печати

Температура экструзии: Более низкие температуры обычно дают лучшие мосты, но могут вызвать недоэкструзию. Начните с нижнего предела рекомендуемого диапазона температур для вашего материала и при необходимости отрегулируйте.

Скорость печати: Более низкие скорости (около 20–30 мм/с) часто приводят к лучшему образованию перемычек, давая материалу больше времени для охлаждения и затвердевания.

Скорость вентилятора охлаждения: Более высокие скорости вентилятора улучшают образование мостиков за счет быстрого затвердевания экструдированного материала. Для PLA используйте 100% скорость вентилятора. Для АБС, начните с 0% и постепенно увеличивайте при необходимости.

Высота слоя: Более тонкие слои (0,1–0,2 мм) обычно обеспечивают более прочные мосты за счет меньшего веса материала.

3. Условия окружающей среды

Температура окружающей среды: Поддерживайте стабильную температуру в помещении в пределах 20-25°C для большинства материалов. Для ABS более высокая температура окружающей среды (около 30-35°C) в закрытом помещении может предотвратить деформацию.

Влажность: Храните филаменты в сухом месте. Высокая влажность может привести к неравномерной экструзии. При необходимости используйте сушилку для филаментов.

Расход воздуха: Минимизируйте сквозняки в зоне печати, чтобы обеспечить равномерное охлаждение. Однако для больших мостов небольшой вентилятор, направленный на печать, может помочь с охлаждением.

Вооружившись этими знаниями, вы теперь лучше подготовлены к решению проблем, связанных с преодолением трудностей в вашей жизни. Проекты 3D-печатиПоэкспериментируйте с этими факторами, чтобы найти оптимальную золотую середину для вашей конкретной установки и материалов.

Как настроить 3D-принтер для создания более качественных мостов

Успех налаживания связей часто зависит от точных настроек вашего принтера.

1. Снизьте скорость перехода

Скорость печати — один из факторов, влияющих на то, как получаются мосты. Если она слишком высокая, мосты могут провисать. Если она слишком низкая, пластик может перегреться.

Для мостов хорошей отправной точкой будет скорость около 20–30 мм/с, а затем ее можно увеличить или уменьшить в зависимости от внешнего вида.На самом деле, большинство коротких мостов (менее 20 мм) можно напечатать гораздо быстрее, а вот для более длинных потребуется значительно больше времени.

2. Уменьшите температуру сопла

Одной из самых важных переменных, когда дело касается печати хороших мостов, является температура. Пластик должен быть достаточно горячим для хорошей печати, но достаточно холодным, чтобы сохранять форму.

Возьмите нижнюю границу рекомендуемой температуры вашего пластика и начните с нее. Для PLA попробуйте начать примерно с 190° C. Для PETG используйте около 230° C. Если вы заметили зазоры или слои не склеиваются слишком хорошо, увеличивайте температуру примерно на 5° C за раз.

3. Увеличьте скорость вращения вентилятора системы охлаждения

Охлаждение способствует быстрому затвердеванию пластика и, следовательно, предотвращает провисание.

В случае с PLA и PETG вентилятор должен быть включен на максимальной скорости во время печати мостов; для ABS он должен быть выключен во время запуска; при необходимости скорость можно увеличивать со временем, но с осторожностью, так как это может привести к ненадлежащему склеиванию слоев.

4. Отрегулируйте высоту и ширину слоя.

Высота и ширина каждого слоя являются факторами, определяющими то, как получаются мосты. Более тонкие слои, как правило, создают более прочные мосты, но требуют больше времени для печати.

Попробуйте высоту слоя от 0,1 мм до 0,2 мм для мостов. Более тонкие слои часто меньше провисают, потому что они легче.

Для ширины слоя попробуйте сделать ширину экструзии моста на 10-20% больше размера сопла. Это можно использовать для заполнения зазоров и создания более прочных соединений.

Продвинутые стратегии освоения технологии 3D-печати

Теперь, когда мы рассмотрели основы, давайте рассмотрим более продвинутые способы обработки сложных мостов. Эти методы могут помочь вам напечатать более сложные модели.

1. Стратегическое использование опор

Рассмотрите возможность использования опор, если они длиннее 50 мм или круче 45 градусов. Если у вашего принтера два сопла, вы можете попробовать растворимые носители. Их удаление более удобно, а финишная обработка более гладкая. Однако поддержки требуют дополнительного материала и времени печати, поэтому используйте их только тогда, когда это действительно необходимо. Всегда следует стараться печатать без поддержек. Теперь будет рассмотрен шаг оптимизации настроек слайсера.

2. Оптимизация настроек слайсера для мостов

Большинство слайсеров будут иметь настройки моста. Сначала найдите "соотношение потока моста" и установите его на 80-90% от вашей обычной скорости потока. Это предотвращает использование слишком большого количества пластика. Наконец, для большинства материалов, отличных от ABS, установите "скорость вентилятора обшивки моста" на высокую. Некоторые слайсеры позволяют вам изменять направление линий моста. Поэкспериментируйте с разными углами, чтобы увидеть, что лучше всего подходит для вашей модели.

3. Реконструкция для улучшения мостов

Иногда мосты проще создать, если просто перепроектировать модель. Если есть длинные мосты, попробуйте добавить в 3D-модель небольшие опорные столбы. Это превратит один длинный мост в несколько более коротких. Также попробуйте повернуть модель. Простой поворот может превратить сложные свесы в управляемые мосты. Если вы печатаете функциональные детали, добавьте наклонные края или закругленные углы к краям мостов. Это может повысить прочность и улучшить внешний вид.

Решения для сложных проблем с мостами

Даже при идеальных условиях вы можете столкнуться со странными проблемами мостов. Ниже приведены способы выявления и устранения трудноустранимых проблем.

Необычные проблемы с мостами, на которые стоит обратить внимание

Помимо простого провисания или натяжения, обратите внимание на следующие менее распространенные проблемы:

• Эффект аккордеона: Мост имеет волнистую, неровную поверхность.
• Вьющийся: Края моста приподнимаются или загибаются вверх.
• Хрупкие мосты: Мост склонен к поломке и разрушению.
• Неравномерная экструзия: Мост имеет чередующиеся толстые и тонкие секции.

Исправление волнистой поверхности моста

Если ваш мост имеет волнистый вид, сначала проверьте, не ослаблены ли ремни и не трясется ли рама принтера. Проверьте, равномерно ли охлаждается ваш вентилятор — возможно, вам придется переместить вентилятор. Иногда печать мостов под углом 45° к оси X или Y улучшает поверхность.

Предотвращение закручивания краев моста

Для закручивания краев немного увеличьте температуру стола для первых нескольких слоев. Добавление к отпечатку каймы также может улучшить адгезию. Если вы печатаете с ABS, печать в закрытом помещении предотвращает закручивание из-за сквозняков.

Возведение более крепких мостов

Чтобы сделать хрупкие мосты прочнее, попробуйте увеличить процент заполнения в областях, которые поддерживают мост. Очень часто срабатывает смена марок или типов, потому что некоторые просто прочнее других. Отпечатки PLA можно отжигать после печати для повышения прочности, но это требует нескольких дополнительных шагов.

Решение проблемы неравномерной толщины моста

Если толщина моста непостоянна, попробуйте очистить сопло или заменить его, если оно изношено. Также рассматриваются частичные засоры в хот-энде. Также хорошей идеей будет выполнить калибровку шага экструдера и измерить диаметр нити в нескольких точках, чтобы подтвердить ее однородность.

Совершенствуйтесь в 3D-печати мостов!

Один из самых важных методов 3D-печати — мостообразование — позволит вам печатать более сложные конструкции. В этом руководстве вы ознакомились с принципом работы мостообразования, частыми проблемами, которые возникают, и способами их устранения. Вы можете создавать более качественные мосты, изменяя настройки печати, выбирая правильный материал и часто корректируя свой дизайн. Если возникают более сложные проблемы, воспользуйтесь советами по устранению неполадок, чтобы преодолеть их. С практикой вы сможете печатать прочные и гладкие мосты, которые затем позволят вам делать более удивительные 3D-печать. Начните использовать эти советы при создании следующего отпечатка, чтобы почувствовать разницу.