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3D列印問題如何排除 3D列印問題排除指南【詳解】

2020-10-21 01:06:42

  這篇文章用圖文顯示了一些您在列印上可能會遇到的一些小麻煩,並提供一些相關資訊與搞定方案。這篇文章主要是以Ultimaker23D印表機系列為例子,不過對於其他款相似UM結構3D印表機也有幫助。

  一、翹邊(Warping)

  翹邊發生在塑料冷卻收縮時,當列印物件冷卻並開始收縮,會使物件底部彎曲翹起,也有可能導致物件無法黏在列印平臺上。最好避免翹曲的方式是裝配加熱板,將列印物件底部的溫度維持在玻璃轉化溫度之上,使物件無法完全冷卻成固體,如此就能良好的附著於平臺之上。通常加熱板就非常夠用了,不過也會建議運用固體膠或者美紋紙來增加附著力,先在平臺上塗一層薄薄的固體膠,再用溼抹布或紙張塗開,當加熱板加熱蒸發水氣後便會留下很薄的固體膠在平臺上。

  噴頭與平臺距離(BuildplateLevel)

  第一層是否能良好的擠出並附著在列印平臺上是非常重要的,若平臺與噴嘴的距離太遠,擠出的線材將無法良好的附著在平臺上;若平臺與噴嘴的距離太近,線材將無法從噴嘴中擠出。平臺校準請參考頭條號中文章《FDM印表機如何調平》,這樣除了可以避免物件脫落及翹曲外,也可使底部更光滑平整。以下照片是線材擠出的理想狀態:

  照片中線材粗細均勻、相互接觸良好,若您的線材之間出現間隙表示平臺距噴頭太遠;若線材被壓得很扁且線材間接觸的很雜亂,表示平臺距噴頭太近。

  確認玻璃正反面

  Ultimaker玻璃底板的特殊規劃可以讓物件黏得更好,看似簡單的玻璃其實兩面稍稍有點不一樣的不一樣,當覺得物件容易翹邊時,您可以透過玻璃表面上水滴成型的狀況而得知運用的是正確的面或反面。

  運用正確面時,水滴會散開無法成型

  若是反面,水滴則會凝整合球

  開啟黏著輔助功能(Brim,Raft)

  最常運用的輔助類行為Brim與Raft,Brim會使物件第一層外圍沿伸、擴大接觸面,以增加附著力抵抗物件冷卻時的收縮力,Raft則是指在物體的底面額外再印一片(fewlayers)面積比原本底面更大的平板,來增加物件底部與列印平臺的接觸面積,加強模型與加熱板的抓力。此外ABS比PLA更容易翹曲,列印時除提升加熱板溫度外(記得將機器中的材料設定改為ABS),要須小心處理冷卻問題,可能的話儘量不要開風扇,理想像應將3D印表機封閉,保持列印區域溫度穩定。

  1.Brim.

  Brim指的就是在物體與加熱板接觸的邊緣處再額外擴充套件印製一部份,來增加物件底部與列印平臺的接觸面積,加強模型與加熱板的抓力,印製完成後再將其修剪掉。

  2.Raft.

  Raft則是指在物體的底面額外再印一片(fewlayers)面積比原本底面更大的平板,來增加物件底部與列印平臺的接觸面積,加強模型與加熱板的抓力。

  PS:以上兩種方式算是最簡單的,因為它只需用滑鼠點個幾下,剩下的就交由軟體自行運算就行了!不過無論是Brim或Raft,增加印製的部分材質依舊是ABS,還是會有翹邊的狀況,所以並不能保證100%的搞定翹邊問題。

  TIPS:列印ABS3D列印材料時請記得關閉對噴嘴降溫的風扇,還有避免冷空氣進入列印區喔!降低物件的填充(infill)也可以減少翹邊發生!

  二、物件歪斜(Printsareleaning)

  物件歪斜通常是磨擦導致噴頭移動距離縮短造成。請確認連線步進馬達及移動軸的短皮帶沒有接觸摩擦到印表機本體,同樣也請確認步進馬達上的皮帶輪沒有接觸摩擦到印表機本體,若有接觸到,請將它們往步進馬達的方向移動。

  三、波紋/陰影(Ringing)

  Ringing是指在列印物件的角落處出現的波浪狀陰影,這常出現在列印文字的角落或尖銳處,發生原因是噴頭列印時忽然改變方向,慣性造成的振動產生。有幾個方式可以見少此現象,最簡單是降低列印速率;再來是調整印表機設定降低噴頭移動時的加速度,

  將數值設定為3000or1500再試試看列印成果。

  還有另一個缺陷會看起來像發生ringing,但其實不是。當壁厚太薄會讓填充結構的陰影在外觀上就可看出,讓物件看起來像發生ringing一樣,可以透過增加壁厚來搞定此問題,通常建議壁厚設定兩層,以0.4mm口徑噴嘴來說就是0.8mm的壁厚。有時列印溫度太高也會讓物件出現一些奇怪的垂直線,可降低溫度或是有些使用者將物件旋轉45度列印就可搞定此現象。

  四、頂層刮痕(Scratches)

  列印完成後最頂層可能會有一些刮痕,有可能是真的被噴嘴所刮出來的,也可能是噴嘴所滴下的一些絲狀塑料(拉絲)。

  您可以在Cura中選擇Expert->Openexpertsettings...,調整"z-hop"值,這個功能可以讓噴嘴從一個點移動到另一個點之前稍稍擡起,到達目的位置後再放下來,利用這個功能可以提升噴頭的移動速率(travelspeed),可從預設的150mm/s提升到250mm/s,更快的移動速率可以減少噴嘴滴出塑料的時間,也可以考慮降低列印溫度來減少滴出的量。也可將Minimumtravel設為1,Minimumextrusion設為0來減少拉絲,這樣可使噴頭在每次移動前都回抽線材,雖然會增加一些列印時間,但可見少拉絲。

  刮痕通常容易在有孔洞的表面出現,搞定辦法:在孔洞的的表層建構薄薄的一層塑料封住洞孔,列印完後再剪除。

  五、斷層(SkippedLayer)

  這個問題有非常多可能發生的狀況,

  出料不順(Underextrusion)

  關於出料不順就有非常多的可能性,詳情請看下面的出料不順(Underextrusion)排除辦法!

  Z軸潤滑(Lubricationofz-screw)

  若Z軸已經過於乾燥也可能導致此情形,在螺桿上擠上一條潤滑油,透過列印平臺的上下移動將會自然的將油推開到需要的地方,另外也可以檢查在螺紋內是否有殘留任何材料的碎屑。

  軸承錯位(Misalignmentofbearings)

  如果軸承錯位了會導致平臺與螺桿有過多的磨擦力而卡住,當馬達的力道終於讓他解除卡住的狀態時,便會一次掉下太多層。將機器的電源關閉,並且手動升降列印平臺,感覺一下是不是都能順利的移動。

  若發現卡卡的可能就是因為螺桿和軸承並不是完全對齊的,為了搞定這個問題,您會需要拆開下蓋板來檢視裡面的軸承,再來是比較繁瑣的部分,為了重新調整,您需要鬆開固定軸承的四個螺絲的其中三個,共有兩個軸承六個螺絲,耐心在這邊是非常關鍵的,稍微將平臺上下移動讓他自動的調整,鎖緊其中一個螺絲,繼續上下行動平臺,再鎖緊剩下兩個螺絲,對於另一隻軸承也是重複這樣的步驟,完成後再檢查是否有改善該情況,但這樣的調整您可能要重複1~2次才有辦法得到改善!

  螺桿太油(Toomuchoil)

  如果Z軸的螺桿太油也有可能導致這個狀況發生,稍微擦拭一下螺桿,減少他的滑度問題自然就搞定了!

  電流過大導致過熱(Overheatingduetoexcessivecurrent)

  還有另外一個更為罕見的情況是步進馬達過熱,當馬達獲得了比原本所需更多的電流,其溫度會超過其可以負荷而啟動過熱保護機制,自動關閉一小段時間讓其冷卻,從而導致跳層的發生。

  您可以透過檢查和調整Z軸步進馬達的電流量再3D印表機裡的設定來搞定這個問題,請找到Maintenance->Advanced->Motionsettings->CurrentZ並且設定到1200mA再重新開始列印。

  螺桿或軸承破壞(Faultyrodsorbearing)

  如果您嘗試了上面的所有辦法依然無法獲得搞定,很有可能您的螺桿和軸承已經變形破壞,請聯絡您的經銷商協助進行維修!

  線材架干擾(Spoolholderinterferencewithbed)

  如果您的線材架是自行列印的或沒有正確安裝,可能會影響到平臺的上下移動,請確定再經過線材架的時候,平臺並不或受到任何的干擾,如果確定是該原因,可以考慮重新印製一個或者將線材架前端削除1~2mm即可。

  六、錯層(Shiftedlayers)

  如果您的3D印表機忽然發生移層的狀況,最有可能的原因是有一個或多個皮帶輪沒有正確的固定再該軸杆上。要確認這個狀況您可以運用一支黑色油性筆在每個皮帶輪和對應的軸杆做上標記。並且列印一個測驗件,等到發生移層的狀況時,檢查您做的每個記號,看看哪些皮帶輪已經偏移了。您很有可能要重新鎖緊一個到多個這些連結到短皮帶的皮帶輪。運用隨機器附的小六角板手先將該皮帶輪放鬆,前後移動噴頭並用手確認上下皮帶的壓力是一致的,再將皮帶輪鎖緊到比您想的還要更緊。

  您也可以先將3D印表機的電源關閉,用手推動噴頭,感覺一下X軸和Y軸是否都可以順暢的移動,如果發現其中一個方向特別僵硬,可以在對應的軸杆上油(EX:針車油)潤滑。

  另外一個導致移動僵硬的可能性是X軸和Y軸間並沒有對準,導致他不是一個完美的十字形,建議將噴頭移動到最左前方或者右前方,用機器的框架作為基準來判斷滾軸是否有偏移,若需要調整,請鬆開對應的皮帶輪,用手輕輕的以不影響另一端滾軸的力道做調整,調整完成後再將皮帶輪鎖緊。

  當然也有可能是因為物件已經沒有附著在平臺上面所導致,但這個原因就非常淺而易見了。

  再非常少見的情況之下,也有是有微薄的可能發生機器的線路之間互相干擾所導致,重新將機器線路佈線可以搞定這個問題,但基本上發生的機會微乎其微。

  然而,還有另外一個更為罕見的情況是步進馬達過熱,當馬達獲得了比原本所需更多的電流,其溫度會超過其可以負荷而啟動過熱保護機制,自動關閉一小段時間讓其冷卻,從而導致移層的發生。

  七、破頂(Pillowing)

  當您列印的物件頂部表面沒有完全封閉或示出凹塊,我們稱這種狀況為破頂(pillowing)。這種現象主要是因為錯誤的列印設定和散熱不良所導致,以下我們會告知您如何哪些部分可以搞定這個問題。

  底層/頂層厚度(BOTTOM/TOPTHICKNESS)

  想要建立一個平滑頂部表面是需要用足夠厚的層數來列印您的物件是很重要的。太薄頂部層厚由於支撐力不夠而導致破洞。因此,在切片軟體增加了底部/頂部的厚度,將有助於您印製出更完美的頂部平面。如果您的物件有一個平坦的頂部,我們建議您至少要將其設定為層厚的6倍。如果您的列印物件還是無法正常的封閉,您可以再增加底/頂的厚度。一般來說,您選擇的層厚越薄,您會需要越多層的底頂層數,因為較薄的層厚有更高的機會會翹曲或斷裂。

  冷卻(COOLING)

  除了良好的設定,良好的冷卻對於頂部封閉的質量也是功不可沒。請確保您噴頭的風扇全速執行,如果不是如此,塑料可能無法正常的散熱,導致坍塌下去,或者隨著噴頭的移動而在經過內部填充的地方捲曲起來。而一層一層堆疊上去,從而導致頂部產生凸塊,尤其層厚越薄捲曲的狀況越容易發生。因此,要避免該狀況您可以考慮提升列印的層厚.降低列印溫度也可能有幫助,但要確保您的3D印表機噴頭還足夠正常的擠出材料。在這種情況下,降低列印速度也可能會是好的選擇。

  八、拉絲(Stringing)

  當您在進行3D列印,有時候物件中間會有許多一絲一絲的塑料,尤其是發生在噴頭從一個地方跳到另一個地方的時候。這些不應該存在的塑料細絲現象被稱為拉絲。拉絲算是很常見的煩人問題,但在這裡我們敘述了您如何可以搞定這個狀況。

  回抽(RETRACTION)

  列印時,當從列印其中一個物件跳到第二個物件的時候,因為噴頭連續加熱,就算送料馬達沒有推動還是可能會有材料流出,所以回抽是非常重要的,他會在噴頭準備跳動時,將材料往回抽一點點。這代表著材料被拉離火熱的噴頭一點點,所以它不會在行進的途中漏出來。

  回抽的設定可以在Cura中找到,設定在預設的情況下都是啟用的,保險起見您也可以再檢檢視看。您可以在Cura的右上角的ViewMode找到Layers模式。您會看到小小深藍色的垂直線,那就代表著他進行回抽的地方。就算您有開啟回抽的功能,但拉絲的現象還是有機會出現在任何你沒注意到的地方。請仔細的在Layyers模式確認,找出任何您可以做來減少狀況的辦法!

  溫度(TEMPERATURE)

  要減少拉絲的狀況溫度也是關鍵。高的溫度將導致更多的流出量,材料將會更容易地從噴嘴(即使有回抽)滴落。透過運用較低的溫度來降低材料的流動性可以減少拉絲的狀況發生.很難準確的說出正確該運用的溫度,因為這取決於各種不一樣的材料(甚至顏色也會不一樣)和其他列印設定。但是,如果您發現您的列印物件有抽絲的狀況,我們建議降低大約10℃,來找出你材料的最佳設定是什麼。如果您運用的是PLA,我們試過有些甚至可以將溫度降低到180℃。

  速度(SPEED)

  降低溫度是一個方式,而調整列印速度也會有作用。如果降低溫度或者速度太快有可能會導致出料不順的話,建議相對應地降低列印速度。例如調整到20mm/s的列印速度,以配合180℃的低溫印製PLA這種方式。

  另外也可以提升噴頭移動的速度(travelspeed)。通過這種方式,噴頭在容易抽絲的地方將會移動的更快,所以該材料只有更少的時間可以從噴嘴滴落。200mm/s的移動速度應該是適用於大多數的列印物件的。

  髮絲結構(Hairyprints)

  這個有趣的怪現象現在沒有明確的搞定辦法,請注意這個現象與拉絲現象不一樣,髮絲結構比拉絲現象拉出的塑料還細非常多,而且並不是在噴頭動作路徑上拉伸出來的。

  這有可能與運用的塑料有關,您可以換一卷線材試試看是否有所幫助。

  也請確認噴嘴是乾淨的,讓列印時不會有塑料被堆積在噴嘴內部。

  雖然這個現象列印時沒有明確的搞定辦法,但這些髮絲結構非常容易清除,用手指就可以拔掉,或是用防風打火機可將髮絲結構燒得非常乾淨,但請注意不要運用一般的打火機或蠟燭來燒喔!

  若您知道造成此現象的原因或有更好的搞定方式,也請在文章底部留言分享哦,非常感謝!

  九、出料斷續(Underextrusion)

  Underextrusion這是甚麼意思呢?

  這指的就是印表機沒有辦法擠出足夠的塑料,常見的症狀是列印的物件中間可能會有幾層特別薄,或者在隨機的位置有小點或小洞。在您找到問題發生的原因前,這個可能是所有問題當中最棘手的,因為可能的原因非常非常多。

  3D印表機會盡他最大的努力來滿足您所設定的列印速度,但如果已經超出了適合的列印速度就可能發生這個問題,如果剛剛好是在機器可以負荷的邊緣,您可能會看到一切好像都正常,但其實擠出的量已不再足夠,仔細看會看到每一層間沒有妥善的黏接在一起。

  如果因為一些原因導致材料難以被擠出,而導致壓力過大,理想的情況是送料馬達會在無法負荷的時候自動迴轉4分之1圈,以減輕壓力,避免3D印表機因此受損,如果此狀況發生,您會聽到」答答」的聲音,並且看到擠出的量是減少的,若沒有做這件事情的話,材料可能會被馬達碾碎,您必須要剪斷受損的部分以避免影響列印質量。

  不要用增加流量(Flow)來補救!

  這是一個非常可怕的想法,常常都會適得其反。流量增加有其用途,但在搞定這個狀況時可不是其中之一。

  尊重印表機的極限

  送料斷續的最簡單也可能的原因很簡單,就是您的要求超出了機器可以承受的範圍。我們衡量一臺3D印表機可以印的多快是看它每秒可以列印多少體積的塑料單位為mm3/s。在理想條件下Ultimaker2能夠列印約10mm3/s。比較實際的上限大概是8mm3/s,但應注意的是在這樣的速度下列印質量可能不會那麼完美,並且根據列印物件的大小,可能也無法達到這樣高的速度因為有最低每層的冷卻時間會減慢列印速度。

  為了找出您可以嘗試最快的列印速度,您只需把您選擇的層厚乘上噴頭口徑和列印速度。例如,如果您運用0.4mm的噴頭,選擇0.2mm的層厚搭配60mm/s的列印速度,公式如下:0.4*0.2*60=4.8mm3/s。

  操作運用(Operation)

  每當一次列印完畢時,請務必等到噴頭降溫至40度以下才可關機,由於剛列印完成噴頭還是熱的,若關機加熱管停止散熱,熱量會繼續往上傳導使線材提早融化,久了就會堆積在噴頭內部,進而影響到材料出料的狀況,甚至會有堵塞無法出料的狀況發生。

  溫度(Temperatures)

  想要更快速的列印同時也須注意調整到適當的溫度。較低溫的列印情況下塑料是更有黏性的,需要較高的壓力,以將其推過噴嘴,若壓力過大一樣會導致出料不順的狀況。所以,提升溫度能夠搞定這個問題嗎?是的,是可以,但是在合理範圍內提升。設定溫度若高於240-245℃,PLA會開始產生變質,若再噴頭停留太久可能反而導致堵塞。如果您提升溫度到這麼高,同時依舊以一般的速度列印,您還可能會看到物件上有更多的抽絲等可怕的列印品質。

  十、線材磨損(Filamentgrinding)

  當送料馬達試圖將材料推入噴頭內,但發生任何可能的原因,導致齒輪打滑,無法推動線材就會發生此狀況,材料被越磨越細,齒輪就越推不動材料,連續的結果就是導致線材被挖了一個大洞,到底是甚麼原因導致材料無法被推動,以下我們來與您介紹!

  溫度、列印速度(Temperatures,speed)

  想要更快速的列印同時也須注意調整到適當的溫度。較低溫的列印情況下塑料是更有黏性的,需要較高的壓力,以將其推過噴嘴,若壓力過大一樣會導致出料不順的狀況。此外速度也會影響出料順暢的關鍵,若列印速度過快,塑料無法完全融化順利擠出,久了也會造成線才被挖東的狀況發生,所以再發現憲才有挖洞的現象,首先要確認列印的溫度及列印速度是否正確。

  檢查加熱管風扇(Checkthe"third"fan)

  印表機噴頭都會配備2-3個降溫風扇。如果發現風扇不會運作,請先檢查風扇是否正確的連結著。

  絞線(Tangledfilament)

  這是非常顯而易見的,但要確保你的線材可以不受干擾的退出。檢查該線材使其不要重疊在其他層的材料上。這並非罕見會發生的狀況,當您從印表機移除線材,很可能就不小心使其纏繞。

  擠料壓力(Feederpressure)

  要調整張力,讓送料器不要磨損材料,而是當壓力變得過高自動迴轉的話。首先可以嘗試增加壓力(移動指標向下)。如果可以適當的調整馬達將自動迴轉來保護線材不會被磨損,而且讓送料器可以保持在良好的摩擦力(並防止破壞)。

  清理送料齒輪(Cleantheknurledsleeve)

  材料的運送都是由機器背後的一個送料齒輪所推擠上去,當磨損的狀況一開始發生,小小的碎削慢慢累積會導致狀況更加嚴重,建議您可以拿小刷子或者噴*WF詞語*清理齒輪內的碎削。

  送料馬達過熱(Excessivestepperaxisheat)

  這一點是比較無法確定的,在某些情況下,如果送料馬達的溫度升高,會導致一些玻璃轉化溫度低的材料提早變軟,像是PLA,由於這些過多的熱讓材料容易被磨損或者再加熱管提早軟化導致堵塞,這情況通常都發生在工作環境溫度比較高的地方,您可以考慮移除蓋住步進馬達的白色金屬蓋,再額外開一臺電風扇來進行降溫,但這會是有風險的,因為整個軸都暴露在外!

  以上就是本期內容!若對於列印完問題您有更好、更便捷的搞定辦法,歡迎留言,感謝大家觀看此文章!

 


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