Drukarka jest sprawna, dysza drożna, a ten sam profil jeszcze niedawno działał bez zarzutu. Mimo to kolejny wydruk ma nierówną powierzchnię, pomiędzy elementami pojawiają się nitki, a podczas pracy z okolic głowicy dochodzą delikatne trzaski.
Pierwszy odruch? Zmienić temperaturę, retrakcję albo przepływ.
Czasem rzeczywiście trzeba skorygować ustawienia. Zdarza się jednak, że problem nie znajduje się w drukarce ani w slicerze. Jego przyczyną jest filament, który zdążył pochłonąć wilgoć z otoczenia.
To jeden z bardziej podstępnych problemów w druku 3D. Szpula może wyglądać zupełnie normalnie. Filament nie musi być mokry w dotyku, odbarwiony ani zdeformowany. Dopiero po rozgrzaniu materiał pokazuje, w jakim naprawdę jest stanie.
Woda ukryta wewnątrz materiału
Wiele filamentów jest higroskopijnych, czyli pochłania wilgoć z powietrza. Woda nie pozostaje wyłącznie na powierzchni tworzywa. Przenika do jego struktury i może pozostać tam niewidoczna aż do chwili, gdy materiał trafi do rozgrzanej dyszy.
W hotendzie wilgoć gwałtownie zamienia się w parę. W wypływającym tworzywie powstają wtedy mikropęcherzyki, a ekstruzja przestaje być stabilna.
Czasami można to usłyszeć jako delikatne strzelanie, trzaski lub syczenie. Innym razem jedynym sygnałem jest wyraźnie gorsza powierzchnia gotowej części.
Nie każdy materiał reaguje na wilgoć tak samo. Szczególnie wymagające są między innymi poliamidy, materiały podporowe rozpuszczalne w wodzie, niektóre filamenty elastyczne oraz tworzywa techniczne wzmacniane włóknem.
Jak rozpoznać wilgotny filament?
Najbardziej charakterystycznym objawem są trzaski podczas wypływania materiału z dyszy. Warto również zwrócić uwagę na samą nitkę tworzywa. Jeżeli jest spieniona, nierówna, chropowata albo pojawiają się w niej drobne przerwy, materiał może wymagać wysuszenia.
Do częstych objawów należą także:
* większe niż zwykle nitkowanie,
* matowa lub ziarnista powierzchnia,
* drobne ubytki na ściankach,
* nierównomierny wypływ z dyszy,
* gorsza jakość podpór i małych detali,
* lokalne osłabienie wydruku,
* łatwiejsze rozwarstwianie się części,
* różna jakość kolejnych wydruków wykonywanych z tej samej szpuli.
Żaden z tych objawów nie powinien być jednak rozpatrywany osobno.
Nitkowanie może wynikać również ze zbyt wysokiej temperatury. Ubytki na ściankach mogą oznaczać częściowo zatkaną dyszę. Nierówny wypływ bywa skutkiem problemu z ekstruderem, zbyt dużej prędkości objętościowej albo oporów na drodze filamentu.
Dlatego nie warto diagnozować stanu szpuli na podstawie jednego nieudanego wydruku.
Najpierw sprawdzamy materiał, później zmieniamy ustawienia
Jednym z najprostszych testów jest rozgrzanie dyszy do temperatury odpowiedniej dla danego tworzywa i ręczne podanie kilkunastu centymetrów filamentu.
Materiał powinien wypływać równomiernie, bez gwałtownych przerw, pęcherzyków i trzasków. Jeżeli wypływ pulsuje, nitka jest spieniona albo słychać charakterystyczne strzelanie, szpulę warto wysuszyć.
Po suszeniu dobrze jest ponownie przeprowadzić dokładnie ten sam test, a następnie wykonać niewielki wydruk kontrolny bez zmieniania profilu.
To ważne, ponieważ jednoczesna korekta temperatury, retrakcji, przepływu i stanu materiału uniemożliwia znalezienie prawdziwej przyczyny. Wydruk może wyglądać lepiej, ale nadal nie będziemy wiedzieli, co faktycznie rozwiązało problem.
Nowa szpula również może wymagać przygotowania
Fabrycznie zamknięte opakowanie znacznie ogranicza kontakt materiału z wilgocią, ale nie daje pełnej gwarancji, że filament jest gotowy do pracy od razu po otwarciu.
Opakowanie mogło być nieszczelne. Materiał mógł być wcześniej przechowywany w niewłaściwych warunkach albo spędzić dużo czasu w transporcie. W przypadku bardziej wymagających tworzyw producenci często zalecają suszenie także przed pierwszym użyciem.
Nie oznacza to, że każda nowa szpula PLA musi automatycznie trafić do suszarki. Stan materiału należy oceniać rozsądnie, biorąc pod uwagę jego rodzaj, warunki przechowywania oraz zalecenia producenta.
Przy poliamidach, materiałach technicznych i filamentach wzmacnianych włóknem właściwe przygotowanie szpuli jest jednak częścią procesu technologicznego, a nie dodatkową ostrożnością.
Suszarka i dry box nie służą do tego samego
Te dwa urządzenia często są ze sobą mylone.
Suszarka ma aktywnie usuwać wilgoć z materiału. Ogrzewa filament w kontrolowanej temperaturze i umożliwia odprowadzenie wilgotnego powietrza.
Dry box przede wszystkim ogranicza ponowne pochłanianie wilgoci przez materiał. Pomaga utrzymać suchą szpulę w dobrym stanie, ale zwykle nie zastępuje prawidłowego suszenia filamentu, który już zdążył wchłonąć wodę.
Najprościej można to ująć tak:
**suszarka przygotowuje materiał, a dry box pomaga utrzymać jego właściwy stan.**
W przypadku mniej wymagających filamentów szczelny pojemnik z aktywnym pochłaniaczem wilgoci często wystarcza do przechowywania pomiędzy wydrukami. Przy poliamidach, niektórych materiałach elastycznych, PVA oraz innych tworzywach mocno pochłaniających wilgoć korzystne może być drukowanie bezpośrednio z zamkniętego pojemnika.
Nie ma jednej temperatury dobrej dla każdej szpuli
Popularne tabele temperatur i czasów suszenia są przydatne jako ogólna wskazówka, ale nie powinny zastępować karty technicznej konkretnego filamentu.
Dwa materiały oznaczone jako PET-G mogą różnić się dodatkami, temperaturą mięknienia oraz zalecanym sposobem przygotowania. Jeszcze większe różnice występują w przypadku poliamidów, TPU i filamentów wzmacnianych włóknem szklanym lub węglowym.
Zbyt niska temperatura może nie usunąć wilgoci. Zbyt wysoka może natomiast:
* zdeformować szpulę,
* skleić ze sobą kolejne zwoje,
* zmienić właściwości tworzywa,
* utrudnić podawanie materiału,
* doprowadzić do trwałego uszkodzenia filamentu.
Dlatego dobieramy temperaturę i czas suszenia do dokładnego rodzaju materiału oraz zaleceń jego producenta. Nie przenosimy automatycznie ustawień z jednej szpuli na inną tylko dlatego, że na obu znajduje się oznaczenie PLA, PET-G albo PA.
Dlaczego domowy piekarnik nie jest najlepszym rozwiązaniem?
Na pierwszy rzut oka piekarnik wydaje się prostą i tanią suszarką. Problem polega na tym, że wiele domowych urządzeń ma duże wahania temperatury, szczególnie przy niskich ustawieniach.
Wartość widoczna na pokrętle nie zawsze odpowiada rzeczywistej temperaturze panującej wokół szpuli. Grzałka może okresowo nagrzewać wnętrze znacznie mocniej, co grozi deformacją szpuli, sklejeniem filamentu lub uszkodzeniem tworzywa.
Znaczenie ma także odprowadzanie wilgotnego powietrza. Samo podgrzewanie materiału w szczelnie zamkniętej przestrzeni nie zawsze przynosi oczekiwany efekt.
Bezpieczniejszym i bardziej powtarzalnym rozwiązaniem jest suszarka do filamentu z kontrolą temperatury, wentylacją oraz możliwością dobrania parametrów do konkretnego materiału.
Niska wilgotność w pojemniku nie oznacza jeszcze suchego filamentu
Higrometr pokazuje stan powietrza wewnątrz pojemnika, AMS-a albo pomieszczenia. Nie mierzy bezpośrednio ilości wody, która została już wchłonięta przez całą szpulę.
Można więc uzyskać niski odczyt wilgotności w dry boxie, a mimo to nadal drukować z zawilgoconego materiału.
Filament mógł wcześniej przez kilka dni znajdować się w gorszych warunkach. Samo przeniesienie go do suchego pojemnika nie oznacza, że wilgoć szybko opuści strukturę tworzywa.
Dlatego przy diagnozowaniu problemu obserwujemy nie tylko wartość na higrometrze, lecz także historię przechowywania szpuli i zachowanie materiału podczas ekstruzji.
Nie każdy nieudany wydruk jest winą wilgoci
Wilgotny filament stał się popularnym wyjaśnieniem niemal każdego problemu z jakością. To także niebezpieczne uproszczenie.
Jeżeli po prawidłowym wysuszeniu materiału objawy nadal występują, należy sprawdzić między innymi:
* drożność i stan dyszy,
* temperaturę hotendu,
* stan kół zębatych ekstrudera,
* docisk mechanizmu podającego,
* opory na drodze filamentu,
* przepływ i maksymalną prędkość objętościową,
* ustawienia retrakcji,
* chłodzenie wydruku,
* szczelność połączeń w hotendzie.
Czasami wilgoć i niewłaściwe ustawienia występują jednocześnie. Zawilgocony materiał może zwiększyć nitkowanie, a zbyt wysoka temperatura dodatkowo je nasili. Suszenie poprawi wtedy jakość, ale może nie usunąć wszystkich objawów.
W 3Dfactory.biz filament przygotowujemy przed rozpoczęciem druku
W naszej pracy nie czekamy, aż materiał zacznie wyraźnie strzelać w dyszy albo pozostawi wady na gotowej części.
Filamenty wymagające kontroli wilgotności suszymy przed drukiem zgodnie z zaleceniami producenta. Dotyczy to szczególnie poliamidów, tworzyw technicznych, materiałów wzmacnianych włóknem oraz filamentów, których stan może wpływać na stabilność procesu i właściwości gotowego elementu.
Nie stosujemy jednej temperatury i jednego czasu dla wszystkich szpul. Sprawdzamy dokładny rodzaj materiału, sposób jego przechowywania oraz dokumentację producenta. W razie potrzeby filament jest również podawany do drukarki bezpośrednio z zamkniętego pojemnika.
Przy pozostałych materiałach także kontrolujemy warunki przechowywania i zachowanie tworzywa podczas ekstruzji. Suszenie nie jest wykonywane bez potrzeby ani według jednej uniwersalnej procedury. Jest elementem przygotowania procesu wtedy, gdy wymaga tego materiał lub jego aktualny stan.
Ma to znaczenie nie tylko dla wyglądu.
W dekoracyjnym modelu kilka drobnych niedoskonałości może być wyłącznie problemem estetycznym. W uchwycie, obejmie, złączce albo elemencie pracującym pod obciążeniem niestabilna ekstruzja może oznaczać lokalne osłabienia, puste przestrzenie i gorsze połączenie warstw.
Przy częściach użytkowych nie próbujemy więc maskować problemu przypadkową zmianą ustawień. Najpierw przygotowujemy materiał i stabilizujemy proces, a dopiero później wykonujemy próby oraz kalibrację profilu.
Prosta kolejność, która ułatwia diagnozę
Jeżeli wydruki z tej samej szpuli nagle zaczęły wyglądać gorzej, warto:
1. Sprawdzić wypływ materiału z rozgrzanej dyszy.
2. Zwrócić uwagę na trzaski, pęcherzyki i nierówną ekstruzję.
3. Wykonać niewielki, dobrze znany wydruk testowy.
4. Wysuszyć materiał zgodnie z zaleceniami jego producenta.
5. Powtórzyć test bez zmiany pozostałych ustawień.
6. Dopiero później korygować temperaturę, retrakcję i przepływ.
7. Po wysuszeniu przechowywać filament w szczelnym pojemniku z aktywnym pochłaniaczem wilgoci.
Taka kolejność pozwala oddzielić problem materiałowy od błędów ustawień i usterek mechanicznych. Zamiast przypadkowo przesuwać kolejne suwaki w slicerze, można ustalić, co naprawdę wpływa na jakość wydruku.
Najdroższa szpula to ta, przez którą trzeba rozpocząć druk od nowa
Wilgoć nie zawsze powoduje spektakularną awarię już na pierwszej warstwie. Czasami większa część modelu wygląda poprawnie, a problemy pojawiają się dopiero na drobnych detalach, podporach albo górnych powierzchniach.
Przy wielogodzinnym wydruku koszt błędu nie ogranicza się do zużytego filamentu. Dochodzi czas zajętej maszyny, energia, ponowne przygotowanie produkcji i możliwe opóźnienie realizacji.
Dlatego kontrolowanie stanu materiału nie jest przesadną ostrożnością. To jeden z podstawowych sposobów na zwiększenie powtarzalności druku.
Wilgotnego filamentu zazwyczaj nie da się rozpoznać, patrząc na szpulę. Można jednak wykryć problem po sposobie, w jaki materiał zachowuje się w dyszy. Trzeba tylko przed zmianą ustawień zatrzymać się na chwilę i sprawdzić, czy źródłem nieudanego wydruku nie jest właśnie samo tworzywo.
