Poteškoće s ekstruzijom materijala

Poteškoće sa ekstruzijom materijala mogu se pojaviti u bilo kojem trenutku. Ovo su najčešći razlozi radi kojih nam se klijenti obraćaju za stručnu podršku ili servis. Bio početnik ili profesionalac, vrlo je velika vjerojatnost da ćeš se pronaći u ovakvoj situaciji. U nastavku ćemo ti približiti moguće poteškoće s ekstruzijom filamenta koje te mogu zadesiti, kao i koje korake poduzeti kako bi ih prepoznao i uspješno uklonio.

Poteškoće s ekstruzijom na samome početku 3D ispisa

Ukoliko si pripremio temperature za ispis željenog modela, odabrao opciju da se mlaznica i podloga ugriju prije nego si pokrenuo “g-code” te si umetnuo filament koji je tako u mlaznici proveo neko vrijeme prije pokretanja ranije navedenog g-koda moguće je da dio materijala koji je došao do mlaznice jednostavno iscuri van. Tako zagrijana, vruća plastika na svojih 200 i više stupnjeva celzijevih nastoji iscuriti van mlaznice. To stvara prazni prostor u mlaznici na mjestu gdje plastika zadnje dođe prije nego krene izlaziti van. Ukoliko pokreneš kod, a plastika (filament) koja je trebala krenuti van iscuri ranije vjerojatno će se desiti da se nekoliko sekundi neće ekstrudirati ništa.

Ovaj slučaj možeš olakšati uključivanjem opcije “skirt” u sliceru u kojem radiš. “Skirt” će okolo tvojeg modela napraviti dodatne linije. Broj linija jednu do druge te u visinu podešavaš sam/a. U pravilu, ukoliko pomogne kako bi se riješio slučaj manjka filamenta tako možeš i korigirati udaljenost mlaznice 3D printera od podloge i odrediti da li se linije pravilno spajaju te po potrebi podignuti ili spustiti mlaznicu. U praksi za “skirt” je dovoljno napraviti 2 do 3 linije oko 3D printanog modela visine jednog odnosno početnog sloja.

Prikaz opcije “skirt” oko 3D modela (izvor: Simplify3D)

Neispravna kalibracija udaljenosti mlaznice u odnosu na radnu podlogu može dovesti do toga da pokretanjem 3D printa mlaznica bude toliko blizu podloge da uopće ne ispušta materijal. Da je mlaznica prenisko možeš prepoznati tako što na radnoj podlozi ostaju utisnuti tragovi zagrijane mlaznice koje kasnije ne možeš ukloniti niti očistiti.

U najgorem slučaju može doći do oštećenja radne podloge kao i same mlaznice te potrebe za servisom i zamjenom navedenih. Rješenje je ponovljena početna kalibracija ili ukoliko je 3D print već krenuo, udaljavanje mlaznice opcijom “babystep z”, “live adjust z” ili slično, ovisno o modelu 3D printera koji posjeduješ. 

“Drobljenje” filamenta (eng. grinding) 

Kod većine 3D printera filament prema mlaznici guraju jedan ili dva pogonska zupčanika. Zupčanici imaju, mogli bi reći, “zube” koji se utisnu u filament te na taj način manipuliraju kretanjem naprijed ili unatrag ovisno radi li se o umetanju ili izvlačenju filamenta. Ukoliko se filament iz nekog razloga ne može nastaviti kretati u pravcu u kojem se zupčanici vrte filament će jednostavno stati dok će zubi nastaviti “drobiti” filament i ostaviti rupu koju kasnije kada izvučeš filament van iz ekstrudera jasno možete primjetiti. 

Prvi test može biti provjera brzine i količina retrakcije koju ste zadali u slicer-u. Ukoliko zadaš veliku količinu (mjereno u milimetrima) te preveliku brzinu povlačenja, zubi jednostavno mogu filament prebrzo povući unatrag, neposredno nakon toga odmah zavrtiti prema naprijed i napraviti rupu u filamentu. Smanjivanjem oba parametra pokušaj primjetiti promjene u samoj ekstruziji kao i u kvaliteti 3D printanog modela. 

 Prikaz “drobljenja” filamenta (izvor: Simplify3D)

Moguće je da 3D printaš sa premalom temperaturom za trenutni filament koji koristiš. Ekstruder motor će jednostavno gurati jednako, ali ista ta količina ne može proći kroz mlaznicu. Pokušaj povećati temperature za 5 do 10 stupnjeva i primjetiti rezultate. Većina 3D printera nudi opciju podešavanja temperature mlaznice tokom 3D printa kako bi potencijalno izbjegli ponovno pokretanje koda nakon prepravki obavljenih na računalu.

Prevelika brzina 3D ispisa naspram zadane temperature također može stvarati neugodne zvukove koje “zubi” proizvode tijekom drobljenja filamenta. Ukoliko ni nakon povećanja temperature ne dobivaš bolje rezultate pokušaj smanjivati brzinu 3D ispisa. Naravno, podešavanje svih parametara ovisi od modela do modela te od 3D printera do 3D printera.

Začepljenje “hotenda”

Nije bitno jesi li tek krenuo sa prvim kilama filamenta ili je kroz tvoj ekstruder prošlo već na desetke kila materijala začepljenje ekstrudera će se dogoditi nepravilnim rukovanjem sa strojem. Moguće je da u mlaznici završi neki neželjeni predmet koji se nikada neće dovoljno istopiti kako bi izašao kroz sitnu rupu mlaznice već će samo zablokirati prolaz tako da filament prolazi jedva ili nikako. Također, moguće je da izvlačenje filamenta nije pravilno odrađeno te je komad ostao iznad mlaznice u tzv. “heatbreaku” gdje se također neće grijati kao u samoj mlaznici te nećeš biti u mogućnosti provući materijal ispravno na sljedećem umetanju.

Prva stvar koja se može isprobati je ručno provlačenje filamenta kroz mlaznicu. Ukoliko 3D printer ima opciju automatskog uvlačenja filamenta potrebno ju je ugasiti. Ručno na 3D printeru pokrenemo povlačenje filamenta za npr. 50-100 mm te kada “zubi” uhvate filament pokušaj ručno pogurati filament prema izlazu. Idealna situacija bila bi da filament uspiješ ugurati do otvora zajedno sa viškom materijala zbog kojeg je začepljenje nastalo. Naravno, sve ručne napore pokušaj testirati uz razumnu količinu sile kako ne bi došlo do daljnjih oštećenja. 

Prikaz nekonzistentne ekstruzije (izvor: Simplify3D)​

Ukoliko je filament zapeo dok je već provučen do mlaznice i ne ide prema izlazu provjeri da li je mlaznica zagrijana na odgovarajuću temperaturu te izvadi filament van. Ako nailaziš na problem sa vađenjem filamenta, ponovno uz razumnu količinu sile pomozi extruderu i povuci ručno filament prema van iz razloga što se moguće dogodila situacija kopanja filamenta te “zubi” jednostavno nemaju površinu za koju bi se prihvatili i povukli unatrag. 

Također ukoliko je materijal došao da mlaznice te jednostavno ne prolazi van moguće je da se radi o začepljenoj mlaznici. U pravilu je od svih potrebnih procesa da bi se oslobodio put za filament najlakše obaviti zamjenu mlaznice, bitno je obratiti pozornost na željeni izlazni promjer mlaznice te da li se radi o mlaznici za materijal debljine 1.75mm ili 2.85mm, ovisno o 3D printeru koji posjeduješ.

Nekonzistentna ekstruzija

Kako bi sa 3D printera dobivao modele točno zadanih dimenzija potrebno je da ekstruder bude konzistentan u ekstruziji filamenta. Ako ekstruzija varira, na različitim mjestima na modelu, imat će utjecaja na završni izgled i ispravnost 3D printanog modela. Jedan od najpoznatijih primjera je takozvani “under-extrusion” koji 3D printani komad čini poroznim, krhkim sa slabim prijanjanjem među slojevima. Razlog tome je što iz mlaznice ne izlazi dovoljno filamenta prilikom 3D ispisa.

Prvi korak bila bi provjera samog koluta na kojemu se nalazi filament, neovisno o količini materijala koji se nalazi na njemu. Osiguraj da se se kolut slobodno vrti te da nema velikog otpora tokom odmotavanja. Ako se filament zapetlja ili kolut ima velik otpor pri odmotavanju utjecat će na izlaženje filamenta iz mlaznice te će se to svakako poznati na 3D printanom modelu.

Ukoliko je širina linije znatno manja naspram širine mlaznice to također može uzrokovati problem sa ekstruzijom. Kao neko pravilo možemo uzeti da se širina linije za uspješnu ekstruziju može razlikovati 30%. Dakle sa standardnom 0.4 mm mlaznicom relativno uspješno i točno bi odradili linije širine 0.3 mm, dok bi već kod linija debljine 0.2 mm vrlo vjerojatno dobili nepravilnosti na 3D printanom modelu i problem nekonzistentnosti.

Prikaz “under-exstrusion”-a na 3D printanom modelu (izvor: Simplify3D)

Kvaliteta filamenta

Filamenti lošije kvalitete također se mogu pokazati kao problem. Dodavanjem različitih aditiva u filament može mu se smanjiti kvaliteta kao i sami promjer. Dopuštena devijacija kod filamenta iznosila bi +-0.05 mm, dakle primjera radi filament debljine 1.75mm ima dopuštenu toleranciju u rasponu od 1.70mm do 1.80mm. Razliku može činiti i sami materijal, neupitno o kvaliteti. Materijal na sebe može pokupiti vlagu koja utječe na stabilnost procesa, lošiju adheziju između slojeva, pojavljivanje mjehurića na površini 3D printanog komada, temperaturnu i kemijsku otpornost, začepljivanje mlaznice i sl. 

Rješenje fizičke prirode može biti popuštanje ili zatezanje zupčanika koji hvataju filament, naravno ako na modelu 3D printera postoji takva opcija. Drugi savjet je odabir kvalitetnog filamenta, njegovo primjereno čuvanje i skladištenje te korištenje adekvatnih postavki 3D ispisa za određeni materijal!

Zaključak

Moguće prepreke savršenom 3D printanom komadu mogu se pojaviti na svakom uglu. Od lošeg prvog sloja, preko poteškoća s ekstruzijom materijala do tzv. “warpinga” i pogrešnih postavki 3D ispisa za odabrani materijal. O prilagodbi 3D modela za 3D ispis i baratanju Slicer programom da i ne govorimo! Kako bi tvoj 3D printani komad izgledao besprijekorno kroz niz blogova olakšat ćemo ti 3D printanje i podijeliti svoje znanje s tobom. Prati naše blogove, 3D printaj s kvalitetnom opremom, pravilnim postavkama i znanjem stručnjaka u zavidnoj kvaliteti!

Kreni s nama, 3DPrintaj i ti!

#3dprintaj #3dprinthrvatska #3dprintingcroatia