تنظیمات retraction

یکی از روش های موثر در جلو گیری از stringing است. با فعال بودن این تنظیمات در پرینتر سه بعدی ، هنگامی که نازل از فضای خالی عبور می کند فیلامنت، جمع می شود تا از چکه کردن آن و stringing در پرینت جلو گیری شود.

1. فاصله retraction

فاصله retraction از مهم ترین تنظیمات است. زیرا مشخص می کند فیلامنت به چه میزان جا به جا شود. به طور کلی، هرچه فیلامنت بیشتر جمع شود احتمال وقوع stringing در پرینتر سه بعدی کمتر است. اما اگر بیش از اندازه فیلامنت را عقب بکشیم، ممکن است هنگام از سرگیری پرینت به هات اند ( hot end ) دسترسی نداشته باشد.

از سوی دیگر، این فاصله به نوع اکسترودراستفاده شده در پرینتر نیز بستگی دارد. اگرچه یک اکسترودر Bowden  نیاز به فاصله بیشتری دارد، زیرا فاصله بین نازل و چرخ دنده محرک بیشتر است. در آخر برای تعیین فاصله صحیح برای retraction نیاز است چند پرینت آزمایشی انجام دهید.

2. سرعت retraction

این مورد مشخص می کند که فیلامنت با چه سرعتی عقب کشیده می شود. پیشنهاد می کنیم سرعت retraction بالا باشد زیرا فیلامنت، قبل از اینکه فرصت چکیدن پیدا کند، جمع می شود. لازم به ذکر است که اگر فیلامنت با سرعتی بیش از اندازه منقبض شود امکان قطعی اتصالش با دیگر بخش های نازل وجود دارد.

بنابراین باید یک نقطه مطبوع ( بین آهسته و سریع )، جایی که retraction مطلوب است پیدا کنید. این نقطه مطبوع تا حد زیادی به متریال مورد استفاده بستگی دارد و طبیعتا برای پیدا کردن این نقطه باید چند پرینت آزمایشی انجام دهید.

برای تعیین مقادیر بهینه retraction اپتدا باید نوع اکسترودر و همچنین مواد مورد استفاده در پرینت سه بعدی را بشناسید.

برای مثال: موادی مثل PLAو ABSبا سرعت 40 تا 60 mm/s و با فاصله 0.5 تا 1.0 mm بر روی اکسترودر داریو مستقیم خوب عمل خواهند کرد. از طرف دیگر، برای اکسترودر   Bowden نیاز به سرعت 30 تا 50 mm/s و فاصله حدودا 2 mm دارید. این ارقام ثابت نیستند و بر اساس متغیر های زیادی می توانند تغییر کنند.

در آخر وقتی که این  تنظیمات به درستی اعمال بشوند تاثیر به سزایی بر جلوگیری از stringing دارند و شما یک کنترل نسبی بر پرینتر سه بعدی خود خواهید داشت.

پرینت سه بعدی raft

بسیاری از کاربران پرینتر سه بعدی با مشکل پرینت صحیح لایه اول رو به رو هستند. ممکن است این لایه به بستر چاپ نچسبد، ناصاف باشد یا هنگام کار با موادی مثل ABS تاب بخورد.

ممکن است تمام این مشکلات شما را بی انگیزه کند، اما می توان این مشکل را با یک راه حل ساده یعنی یک Raft ( که با رنگ آبی در تصویر زیر می بینید ) رفع کرد. Raft پرینت سه بعدی، یک الگوی شبکه ای است که به صورت افقی و مستقیما بر روی بستر چاپ رسوب می شود. این در دسترس ترین روش برای پرینت صحیح لایه اول و نگه داشتن قطعه بر روی بستر چاپ است.

 Raft غالبا هنگام پرینت فیلامنت ABS به دلیل تمایل بالای این فیلامت به تاب برداشتن و پرینت پای فیل (elephant’s foot) استفاده می شود. (raft تنها در پرینتر FDM استفاده می شود و در پرینتر رزینی وجود ندارد). پرینت raft تنها به منظور جلو گیری از تاب برداشتن استفاده نمی شود بلکه چسبندگی خوبی نیز ایجاد می کند.استفاده از  Raft ممکن است دلایل زیادی داشته باشد که در ادامه به مهم ترین های آن اشاره می کنیم.

موارد استفاده از raft

تاب برداشتن (warping): ABS بیشتر از سایر فیلامنت ها با مشکل تاب برداشتن مواجه است. روش هایی مانند استفاده از بستر چاپ حرارتی و چسب، برای کاهش این مشکل وجود دارد. در بعضی مواقع حتی با اعمال این نکات، بازهم شاهد تاب برداشتن قطعه پرینت سه بعدی هستیم. اضافه کردن یک raft به مدل خود می تواند به صورت کامل این مشکل را رفع کند.

چسبندگی ضعیف بستر چاپ: از آن جایی که ممکن است قطعه پایه ی کاملا صافی نداشته باشد تا به بستر بچسبد اضافه کردن یک raft مساحت سطح را افزایش می دهد، قطعه را روی بستر نگه می دارد و از خراب شدن آن جلوگیری می کند.

پایه های کوچک: بعضی از مدل های پرینت سه بعدی، جزئیات کوچکی در پایه ی خود دارند. در این موارد ممکن است این پایه ها توانایی تحمل بار بقیه قطعه را نداشته باشند.برای کمک به تحمل بار توسط پایه ها می توان سطح تماس بین پایه کوچک مدل و بستر چاپ را افزایش داد. در چنین مواردی پیشنهاد می شود از یک رفت برای افزایش سطح تماس استفاده کرد.

مانند هر تکنیک دیگری، raft پرینت سه بعدی نیز معایب و مزایایی دارد.

مزایا:

• کم شدن مشکل تاب برداشتن برای پرینت فیلامنت هایی مثل ABS
• بهبود چسبندگی بستر چاپ که منجر به پرینت با کیفیت تر می شود
• لایه اول محکم
• خروجی پرینت ثابت

معایب:

•  سطحی سخت و ناصاف در لایه ی پایینی مدل
• جدا کردن آن از مدل ممکن است دشوار باشد مخصوصا در raft های متراکم تر
• مصرف متریال بیشتر و افزایش ضایعات
• امکان شکستن مدل هنگام جدا کردن raft مخصوصا در مدل هایی با جزئیات کوچک

پرینت سه بعدی پای فیل (elephant’s foot)

وقتی هنگام پرینت سه بعدی از raft استفاده نمی کنیم، لایه اول کمی بزگتر از مابقی لایه ها می شود. که این اتفاق به عنوان پای فیل شناخته می شود.که اکثر مواقع مگر در بعضی کاربردهای خاص قابل چشم پوشی است. پای فیل تلرانس را به شدت افزایش می دهد و متصل کردن قطعات به یک دیگر را مشکل می کند.

این خطا معمولا در اجسام بزرگ بیشتر اتفاق می افتد. زیرا وزن زیاد اجسام، لایه اول را به سمت پایین هل می دهد و اگر لایه ها هنوز سرد نشده باشند این وزن یک برآمدگی در لایه اول ایجاد می کند.

همان طور که اشاره کردیم، پای فیل معمولا در اثر خنک نشدن لایه اول به وجود می آید. اگر دمای بستر چاپ بیش از اندازه بالا باشد یا خنک کننده مناسبی وجود نداشته باشد، ممکن است لایه اول به درستی خنک نشود و در نتیجه پای فیل به وجود آید. در ادامه به چند نکته که باعث کاهش یا حتی رفع کامل این مشکل می شود اشاره می کنیم.

تراز کردن بستر چاپ و نازل: قبل از انجام هر کاری سعی کند که شرایط پرینت ایده آل باشد. گاهی اوقات پای فیل به دلیل تراز نبودن بد یا تنظیم نبودن ارتفاع نازل است که منجر به فشرده شدن بیش از حد لایه اول به سمت پایین و در نتیجه برآمده شدن لایه اول می شود. اما شما به راحتی می توانید با کالیبره کردن بستر چاپ و تنظیم ارتفاع نازل (در نر افزار اسلایسر) این مشکل را رفع کنید.

کاهش دمای بستر چاپ: کاهش دمای بستر چاپ به صورت پله ای با 5 درجه سلسیوس می تواند موجب پرینت سه بعدی موفق و بدون برآمدگی شود. اگر دمای بد را تا 20 درجه کمتر از دمای پیشنهادی فیلامنت کاهش دادید و همچنان پای فیل اتفاق می افتاد باید بدانید که علت این مشکل دمای بالای بستر چاپ نیست.

پرینت همراه raft: از آن جایی که مشکل بین لایه اول و بستر چاپ است پرینت raft برای رفع این مشکل کمک می کند. ممکن است این یک راه حل تضمینی نباشد اما برای پرینت بعضی قطعات ممکن است مفید باشد.

کمی شیب به مدل خود بدهید: در برخی موارد نادر، خلاص شدن از شر پای فیل بسیار دشوار است. به جای دستکاری پرینتر،تغییر دادن مدل ممکن است ساده تر باشد. با قرار دادن یک شیب کوچک 45 درجه در لبه پایینی مدل، می توان اثرات پای فیل را کاهش داد.

تمام این راه حل ها برای جلوگیری (یا کاهش حداکثری) پای فیل کافی هستند و شما می توانید با انجام چند تست قبل از پرینت مدل اصلی این مشکل را رفع کنید.

تاب برداشتن قطعات ABS، PLA و PETG

زمانی که هریک از اجسام پرینت سه بعدی شما شروع به خم شدن به سمت بالا می کند، شما یک قطعه پرینت سه بعدی تاب خورده خواهید داشت. این مشکل به علت اختلاف دمای بسیار زیاد بین لایه های پلاستیک اکسترود شده رخ می دهد که به نوبه خود تنش را در مدل ایجاد می کند و وقتی بیش از حد زیاد شود، لایه های پایین شروع به کشیدن یا بلند شدن می کنند و یک پیچ و تاب ایجاد می کند.

علت به وجود آمدن مشکل

فیلامنت هایی که در پرینترسه بعدی FDM استفاده می شود معمولا از جنس ترموپلاستیک است، موادی که می توانند ذوب شوند( به مایع تبدیل شوند)، سرد شوند( به جامد تبدیل شوند) و همچنان خواص مکانیکی خود را حفظ کنند. در پرینت سه بعدی، فیلامنت را تا دمایی قبل از دمای ذوب آن حرارت می دهیم. اکنون فیلامنت در حالت مایع می تواند بر روی بستر چاپ اکسترود شود.

در حین گرم شدن، ترموپلاستیک ها منبسط می شوند و وقتی سرد می شوند و به حالت جامد برمی گردند، دوباره جمع می شوند. این دگرگونی مقداری حرکت در پلاستیک‌های اکسترود شده ایجاد می‌کند که ریشه تاب برداشتن پرینت سه‌بعدی است یعنی لایه‌های سردتر لایه‌های داغ‌تر را در حین انقباض می‌کشند. و اگر زمانی که لایه‌های داغ‌تر زیر لایه‌های سردتر قرار دارند، این اتفاق بیفتد، جسم پرینت سه بعدی تحت فشار قرار گرفته از بستر چاپ جدا شده و به سمت بالا تاب می خورد.

بدتر از همه، این مشکل می تواند (به معنای واقعی کلمه) پس از اتمام بخش زیادی از کار چاپ ظاهر شود و یک چاپ عالی را خراب کند!

اگر بتوانیم در تمام مدت پرینت، قطعه را در دمای ثابت نگه داریم، حتی کوچکترین گوشه های جسم نیز تمایلی به تاب برداشتن نخواهند داشت. اما این تقریبا غیر ممکن است. کاری که ما می توانیم انجام دهیم این است که سعی کنیم دمای مدل پرینت سه بعدی را تا حد امکان یکنواخت نگه داریم و سعی کنیم مدل به خوبی به بستر چاپ بچسبد.

در ادامه سه روش برای جلو گیری از تاب برداشتن (warping) معرفی می کنیم تا پرینتی بدون مشکل داشته باشید.

1. تنظیم کردن دما

دما، نه فقط دمای نازل بلکه دمای بستر چاپ و هوای اطراف مهم ترین عوامل جلو گیری از تاب برداشتن قطعه هستند. در زیر چند نکته برای بهینه سازی دما شرح دادیم:

استفاده از یک بستر گرم شونده: استفاده از یک بستر گرم شونده باعث چسبیدن قطعه روی بستر می شود و از تاب برداشتن جلو گیری می کند.

استفاده از یک محفظه برای پرینتر سه بعدی: این به حفظ دمای محیط ثابت در طول فرآیند چاپ کمک می کند.

کنترل دمای اتاق: با بستن در و پنجره می توانید به ثابت بودن دمای اتاق کمک کنید و همچنین با برخورد ناگهانی هوای سرد با قطعه نیز جلوگیری کنید.

تنظیم فن خنک کننده: همچنان که شما برای سرد شدن فیلامنت ذوب شده و تبدیل آن به جامد و پرینت بهتر پل ها به فن نیاز دارید این هوای سرد تولید شده می تواند از چسبیدن لایه ها اول به بستر چاپ جلوگیری کند بنابراین بهتر است هرگز فن را هنگام پرینت لایه های اول روشن نکنید.

2. استفاده از چسب

همان طور که قبلا نیز اشاره کرده بودیم با بالابردن چسبندگی بستر چاپ، به تنهایی می توان از بلند شدن گوشه های قطعه پرینت سه بعدی جلوگیری کرد. این کار معمولا با پوشاندن بستر با یک لایه نازیک از یک ماده چسبناک مانند چسب ماتیکی یا اسپری مو انجام می شود.

قبل از استفاده از هر گونه چسبی لازم است که مقدار چسبندگی آن را با پرینت یک قطعه کوچک آزمایش کنید. زیرا ما نمی خواهیم بیش از اندازه بچسبد و به قطعه یا حتی بستر چاپ شما آسیب بزند.

3. تغییر تنظیمات اسلایسر

و در آخر چند گزینه در اسلایسر وجود دارد که به شما کمک می کند از تاب خوردن قطعه جلو گیری کنید و آن را روی بستر چاپ نگه دارید.

کاهش سرعت پرینت: شگفت زده می شوید اگر بدانید که کم کردن سرعت پرینت چقدر در رفع مشکل تاب برداشتن مؤثر است. اما به یاد داشته باشید با کاهش سرعت پرینت، دمای نازل را نیز کم کنید.

Brim یا skirt را فعال کنید: این گزینه ها برای افزایش چسبندگی بستر چاپ مؤثر هستند و باعث ثابت شدن قطعه روی بستر چاپ می شوند برای اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.

اضافه کردن raft: raft ساختاری است که پایه ی مدل شما را محکم می کند و چسبندگی را افزایش می دهد. برای اطلاعا بیشتر مطلبی درباره raft بخوانید.

اضافه کردن mouse ears : mouse ears دیسک‌های کوچکی هستند که چند لایه ارتفاع دارند . آن ها در زیر مدل سه بعدی چاپ می‌شوند تا چسبندگی بستر را در گوشه‌ها افزایش دهند. دیسک ها را روی صفحه ساخت در اسلایسر خود قرار دهید تا هر گوشه مدل را لمس کنند. سپس وقتی کار چاپ شما تمام شد، آنها را از مدل خود جدا کنید. می‌توانید چند گوش ماوس آماده را از tugeagon در Thingiverse دانلود کنید یا از نرم‌افزار CAD برای طراحی خود استفاده کنید.

تراز کردن صفحه چاپ پرینتر سه بعدی

یکی از مهم ترین اقداماتی که قبل از شروع پرینت سه بعدی انجام می دهیم مطمئن شدن از تراز بودن صفحه چاپ است. یک صفحه چاپ تنظیم نشده، به معنای اختلاف فاصله ی صفحه پرینت با نازل در نقاط مختلف است. که خود می تواند باعث کاهش چسبندگی و افت کیفت پرینت لایه اول باشد.

اکثر پرینتر های سه بعدی به صورت دستی این تسطیح را با پیچاندن پیچ های صفحه انجام می دهند. اما تسطیح خودکار صفحه چاپ ( ABL ) نیز روش دیگری برای انجام این تنظیمات است که تراز صفحه را راحتتر می کند و نتیجه ی بهتری به همراه دارد. تراز کردن صفحه توسط سفت افزار ( firmware ) پرینتر سه بعدی به صورت دقیق انجام می شود و از دستگاه پروب (Probe) برای اندازه گیری فاصله بین صفحه چاپ و هد چاپ در نقاط مختلف استفاده می شود. با توجه به تنظیمات سیستم شما پرینتر می تواند صفحه چاپ را در هر حالتی تنظیم کند ( در هر شیبی ) و مطمئن شود که نازل در فاصله یکسان از تمام نقاط صفحه چاپ قرار دارد.

برای آشنایی بیشتر در این مقاله به مقایسه روش تسطیح دستی و خودکار می پردازیم.

قبل از پرداختن به مقایسه دو روش، باید به این نکته توجه کنید که عملی که برای تراز صفحه چاپ در روش ABL انجام می شود، کاملا با تسطیح دستی متفاوت است. در روش ABL سفت افزار پرینتر، ناصافی ها و ناهمواری ها را با تغییر دادن فاصله هد چاپ جبران می کند. پرینتر از پروب برای اندازه گیری این فاصله ها استفاده می کند و به صورت پویا سعی می کند که با تغییر دادن هد چاپ همواره نازل را در تمام نقاط در فاصله ای یکسان از صفحه چاپ حفظ کند. در حالی که در روش دستی با استفاده از یک تکه کاغذ فاصله صفحه چاپ از نازل را بررسی می کنیم و با بالا و پایین کردن صفحه فاصله آن را از نازل در نقاط مختلف یکسان می کنیم. اکنون به تفاوت های این دو روش می پردازیم.

تفاوت قیمت

طبیعتا سیستم تسطیح خودکار ( ABL ) بسیار گران تر از تسطیح دستی است. زیرا می توان تمام پرینتر های سه بعدی را با چرخاندن پیچ های صفحه چاپ تراز کرد. در حالی که پرینتر های مجهز به سیستم تسطیح خودکار گران تر هستند و نیاز به سنسور ABL دارند که این سنسور قیمت بالایی دارد.

ثبات

فرض می کنیم که هردو روش به درستی انجام می شود. هیچکدام از این روش ها کیفیت لایه اول بهتری از دیگری به ما نمی دهند. در حالی روش ABL ثبات بیشتری دارد زیرا که به صورت مستقیم به کامپیوتر متصل است و از سنسور اندازه گیری به جای دست انسان و یک تکه کاغذ استفاده می کند.

زمان و کارکرد

همان طور که می دانید روش ABL تراز کردن صفحه چاپ را بسیار آسان کرده است. تنها کاری که برای انجام مراحل تسطیح خودکار نیاز است انجام دهید کلیک کردن روی چند دکمه است. که اغلب به صورت پیش فرض قبل از پرینت اتفاق می افتد. اگرچه روش ABL تا حدی دشوار است زیرا که نیاز است سفت افزار و دستگاه پرینتر سه بعدی را برای کار با  سنسور های  ABL تنظیم کنید. در حالی که تسطیح دستی قابل درک تر است زیرا به آسانی چهار گوشه صفحه چاپ را نسبت به موقعیت نازل بالا و پایین می کنید.

رفع گرفتگی نازل به روشCold Pull

تعمیر نازل مسدود شده سخت و ملال آور است. اما قبل از اینکه هد پرینتر خود را باز کنید روش Cold pull را امتحان کنید. در این روش لازم است از یک رشته فیلامنت و استراتژی تغییر دما برای رفع گرفتگی نازل و تمیز کردن آن بدون آسیب رساندن به قطعات پرینتر سه بعدی استفاده کنید.

با استفاده از یک رشته فیلامنت با نوک ذوب شده،می توان ادعا کرد هنگام رفع انسداد نازل حتی یک ذره کوچک از مواد را جا نمی گذارد. این رشته فیلامنت به خوبی باقی مانده فیلامنت های قدیمی که باعث گرفتگی شده را بیرون می کشد. با تکرار این روش می توان تعدادی از مشکلات نازل را بدون نیاز به جدا کردن نازل و ریسک آسیب زدن به آن یا دوباره سوار کردن قطعات به صورت نادرست، برطرف کرد. بنابراین اولین اقدام برای رفع گرفتگی نازل استفاده از روش Cold pull است.

پیشنهاد می کنیم برای انجام Cold pull از نایلون استفاده کنید. فیلامنت نایلون بهترین گزینه برای این کار است زیرا به صورت طبیعی لغزنده است و این باعث می شود که احتمال شکستن آن هنگام بیرون کشیدن فیلامنت از نازل کمتر باشد. اگر فیلامنت نایلون در اطراف خود ندارید از لغزنده ترین ماده در دسترس که کمترین شکنندگی را دارد استفاده کنید.

چگونه روش cold pull را انجام دهیم:

1. اگر از اکسترودر Bowdn استفاده می کنید با برداشتن لوله Bowdn شروع کنید.

2. هات اند را تا دمای پرینت فیلامنتی که برای cold pull انتخاب کرده اید گرم کنید و فیلامنت قبلی را از اکسترودر جدا کنید.

3. فیلامنت cold pull را درون نازل قرار دهید تا کمی شروع به چکیدن کند.

4. در حالی فشار ثابتی بر فیلامنت وارد می کنید دمای هات اند را کاهش دهید. این کار باعث می شود که نوک رشته فیلامنت به صورت فضای درونی نازل شکل گیرد.

5. وقتی که دمای هات اند به 60 درجه سلسیوس رسید می توانید فشار را حذف کنید در این زمان تمام مواد باقی مانده که باعث گرفتگی شده بودند و کثیفی ها به رشه فیلامنت cold pull چسبیده است.

6. یک بار دیگر نازل را تا دمای چاپ فیلامنت خود گرم و شروع به بیرون کشیدن فیلامنت کنید. اگر از فیلامنت PLA استفاده می کنید این مرحله را با دقت بیشتری انجام دهید زیرا فیلامنت PLA شکننده است و ریسک بالایی برای شکستن و یک تکه خارج نشدن فیلامنت از درون نازل وجود دارد.

اگر مراحل بالا را به درستی انجام دهید احتمالا مشکل انسداد نازل شما برطرف خواهد شد. توجه داشته باشید که این پروسه را تا زمانی که نازل کاملا از فیلامنت های قدیمی خالی شود ادامه دهید.

انجام دادن این مراحل با فیلامنت هم جنس و هم رنگ فیلامنت گیر کرده در نازل پیشرفت کار را به خوبی نشان نمی دهد بهتر است از فیلامنتی در رنگ متفاوت استفاده کنید. فیلامنت نایلون بهترین گزینه است.

ساپورت گذاری

هنگام کار با پرینتر سه بعدی FDM حتما به مشکل ریزش قسمتی از قطعه پرینت سه بعدی که شیبدار و معلق است برخورد کرده اید. پرینتر سه بعدی FDM به وسیله رسوب گذاری لایه به لایه، قطعات پرینت سه بعدی را می سازد. هر لایه برای استقرار نیاز به پشتیبانی لایه زیری خود دارد. اگر مدل شما شیبدار  یا قسمتی از آن در هوا معلق باشد ( overhang )، هیچ گونه لایه پشتیبانی برای استقرار ندارد، بنابراین فرو می ریزد و پرینت سه بعدی را خراب می کند. به همین دلیل برای پرینت قطعات شیبدار، لازم است ساختارهای ساپورت را برای تضمین یک پرینت بدون نقض به کار ببریم.

به طور کلی، در مواقعی که مدل پرینت سه بعدی شما یک پل یا بیرون زدگی داشته باشد که هیچ گونه پشتیبانی زیر آن وجود ندارد شما نیاز به استفاده از ساختارهای ساپورت گذاری دارید تا بتوانید قطعه خود را پرینت کنید.

تمام بیرون زدگی ها یا پل ها نیاز به استفاده از ساپورت گذاری ندارند. بیرون زدگی های که زاویه آن ها 45 و بیشتر از 45 درجه است بدون استفاده از ساختار ساپورت به راحتی پرینت می شوند اما برای زاویه های کمتر از 45 درجه لازم است برای داشتن پرینت بدون عیب و نقص از ساختارهای ساپورت استفاده کنید. همچنین اکثر پرینتر های سه بعدی FDM پل هایی با طول کمتر از 5 میلیمتر را بدون نیاز به ساپورت پرینت می کنند در حالی که پل هایی با طول بیشتر از 5 میلیمتر نیاز به ساپورت دارند.

ساختار ساپورت گذاری به دو نوع رایج ساختار درختی و خطی یا آکاردئونی تقسیم می شوند.

ساختار درختی: ساختاری شبیه به درخت دارد. این نوع از ساپورت پرینتر سه بعدی تنها به نقاط خاصی از بیرون زدگی متصل می شود. این نوع ساپورت پرینتر سه بعدی راحت تر جدا می شود و آسیب کمتری به سطح زیرن خود میزند. اما توجه داشته باشید که ساپورت درختی برای برآمدگی های مثل نوک بینی، نوک انگشت و قوس ها مناسب است. و پشتیبانی خوبی برای بیرون زدگی های مسطح ایجاد نمی کند.

ساپورت خطی یا آکاردئونی: رایج ترین نوع ساپورت که در پرینت سه بعدی استفاده می شود ساپورت خطی است. این نوع از ساپورت از ستون هایی تشکیل شده است که کاملا به سطح قطعه متصل می شوند. ساپورت خطی تقریبا برای انواع بیرون زدگی ها و سطوح شیبدار مناسب است اما هنگام جدا کردن ممکن است به سطح قطعه آسیب برساند.

مشکلات پرینت سه بعدی : پرینت قسمت های آویزان شده ( Overhang )

از سری مشکلاتی که هنگام پرینت قطعات سه بعدی با آن مواجه می شوید پرینت قسمت های آویزان شده است ( overhang ). 

زمانی که سطوح شیب دار بدون ساپورت گذاری پرینت می کنید overhang اتفاق می افتد. به دلیل شیوه کارکرد لایه به لایه پرینتر سه بعدی، هنگام پرینت سطوح شیب دار بدون ساپورت گذاری لایه های اولیه و زیر سطح شیب فرو می ریزد. وقتی فیلامنت ذوب شده از اکسترودر خارج می شود سطحی وجود ندارد که روی آن قرار گیرد و سرد شود پس در هوا معلق شده و نیروی گرانش فیلامنت را پایین می کشد. در نتیجه، پرینت قطعه مورد نظر با مشکل مواجه می شود. با توجه به زاویه شیب، می توان قابل چاپ بودن قطعه را مشخص کنیم.

قانون 45 درجه یک راهکار آسان برای درک overhang است. این قانون می گوید: شیب های کمتر و مساوی 45 درجه را می توان بدون افت کیفیت چاپ کرد. اگر شیب بیشتر شد ممکن است نیاز به ساپورت داشته باشد. باید توجه کنید که ساپورت ها نیز ایده آل نیستند. زیرا به قطعه آسیب می رسانند. زمان پرینت و مواد مصرفی را افزایش می دهند و اشکال هندسی قابل پرینت را محدود می کنند (مانند حفره های داخلی).

البته قانون 45 درجه علاوه بر اینکه راهنمای خوبی برای پرینت سه بعدی قطعات شیب دار است، در اکثر پرینتر های مدرن بر حفظ منابع و کاهش مواد مصرفی نیز تاثیر می گذارد. 

زمانی که یک سطح با شیب تند را پرینت می کنید معمولا یک یا دو مشکل ممکن است رخ دهد:

افتادن: در این جا فیلامنتذوب شده قبل از سرد شدن، توسط نیروی گرانش به پایین کشیده می شود و با فیلامنتهای خم شده یا افتاده بر روی صفحه چاپ مواجه می شوید.

پیچیدن: وقتی که فیلامنتذوب شده به اندازه کافی سرد نشود، شروع به خم شدن به سمت بالا می کند و سطحی ناصاف و ناهموار به جای می گذارد.

برای کنترل اور هنگ می توان اقداماتی را انجام داد و احتمال افتادن فیلامنت را کاهش داد. قبل از انجام این اقدامات، باید مطمئن شوید که پرینتر سه بعدی شما کالیبره شده باشد.

برای کاهش احتمال overhang می توان اقدامات زیر را انجام داد:

1. خشک کردن فیلامنت : فیلامنت پلیمر پلاستیک از زنجیره ای از مولکول ها ساخته شده اند و مولکول های آب این زنجیره را قطع می کنند. فیلامنت را خراب کرده و باعث بروز مشکل در حین چاپ می شوند. از دست دادن این توالی و یکپارچگی باعث به وجود آمدن سطوح ناصاف و افتادن فیلامنت می شود.

2. کاهش دمای نازل : با کاهش دمای نازل، فیلامنت زودتر سرد می شود و احتمال افتادن آن کاهش می یابد. با استفاده از یک برج دمایی، دمای بهینه مواد پرینت سه بعدی خود را پیدا کنید. دمایی که مقدار بسیار ناچیز پایین تر از دمای ذوب فیلامنت شما باشد و آن قدر گرم باشد که باعث گرفتگی نازل نشود.

3. کاهش سرعت پرینت : درست مشابه با کاهش دمای نازل، با کاهش سرعت پرینت زمان بیشتری برای خنک شدن فیلامنت ذوب شده فراهم می شود. همچنین سرعت جریان کمتر،مقدار بار کمتری به اکسترودر وارد می کند و حتی می توان دمای نازل را بیشتر کاهش داد. در کل کاهش سرعت پرینت منجر به بهبود کیفیت قطعه پرینت سه بعدی می شود. اما باید توجه کنید که بیش از اندازه سرعت را کاهش ندهید بخصوص در هنگام پرینت لایه های کوچک . در این صورت نازل داغ زمان بیشتری را روی مواد اکسترود شده می ماند و مواد را داغ کرده و به قطعه پرینت سه بعدی آسیب می رساند. پیشنهاد می کنیم تنظیمات را تغییر دهید و آزمایش کنید و آنقدر تکرار کنید که به تنظیمات بهینه دست پیدا کنید.

4. تقویت خنک کننده : برای بحث درباره خنک کننده، دانستن سرعت فن لازم است. اما در اینجا برای کاهش احتمال overhang هرچه سرعت بالاتر باشد بهتر است. با این حال پیدا کردن سرعت بهینه که از overhang جلوگیری کند و همچنین در کیفیت پرینت سه بعدی اثر سو نداشته باشد ضروری است. برای مثال PLA با داشتن نقطه ذوب پایین، نیاز بیشتری به خنک کردن دارد اما در رابطه با موادی با دمای بالاتر مثل ABS لازم است بیشتر دقت کنید.

در بعضی مواقع حتی با استفاده از صد درصد سرعت فن همچنان دچار مشکل می شویم. در اینجا می توان با تعویض فن و کانال های فن با خنک کننده های قدرتمند تر و حتی با به کار بردن فن شعاعی، هوای بیشتری را پمپ کنیم تا به نتیجه مطلوب برسیم.

لازم به ذکر است که اگر فن با قدرت بالایی دارید، سرعت نازل را بیشتر کنید تا قسمت داغ از قطعه درحال چاپ دور تر شود تا فن بتواند وظیفه خود را بهتر انجام دهد.

5. عرض لایه ها را تنظیم کنید : شما می توانید با کاهش عرض لایه از آویزان شدن فیلامنتجلوگیری کنید. هرچه مواد حجم کمتری داشته باشند زودتر خنک می شوند و سطح محکم تری برای استقرار لایه ی بعدی فراهم می کنند.

6. مدل خود را به قطعات کوچکتری برای پرینت تقسیم کنید: گاهی اوقات می توان مدل پرینت سه بعدی خود را به قطعات کوچکتری برای پرینت تقسیم کرد. با این کار نیاز به ساپورت های پیچیده کمتر می شود و همچنین از overhang جلوگیری می کند.

مشکلات پرینتر سه بعدی

هنگام کار با پرینتر سه بعدی ممکن است مشکلاتی پیش بیاید و باعث خراب شدن مدل پرینت سه بعدی شما شود. برای رفع این مشکلات و جلوگیری از وقوع آن ها راه حل هایی وجود دارد. این مشکلات برای تازه کارها دردسر ساز تر است. از این جمله این مشکلات می توان به گرفتگی نازل، تاب خوردن لایه اول به سمت بالا، خراب شدن ساپورت ها و... اشاره کرد.

مشکلات پرینتر سه بعدی: Stringing 

در یک پرینتر FDM هنگامی که نازل ها از فضای خالی برای حرکت به نقطه بعدی عبور می کنند، ممکن است پلاستیک از نازل در میان راه بچکد. وقتی خشک شده به شکل تارهای نازک به جسم می چسبد. در این حالت که جسم پرینت شده با تارهای نازک مانند تارهای عنکبوت پوشیده شده باشد stringing می گویند.

مهم ترین علت این پدیده تنظیمات نادرست retractionو همچنین دمای زیاد هات اِند (hot end ) است. در ادامه روش هایی برای جلو گیری از این پدیده در پرینتر سه بعدی مورد بحث قرار می گیرد.

1. فعال سازی retraction

یکی از متداول ترین روش ها برای جلو گیری از نشت پلاستیک مذاب است. فعال سازی آن به این معناست که در جایی که اکسترودر باید از فضای خالی عبور کند فیلامنت، توسط منبع تغذیه، عقب کشیده خواهد شد ( اما بسیار ناچیز ). این مانع از چکیدن پلاستیک مذاب در حین حرکت های سر چاپگر می شود. زیرا عمل "عقب کشیدن" یک اقدام متقابل در برابر تراوش کردن است. هنگامی که اکسترودربه مکان بعدی رسید فیلامنتعقب رانده شده، بیرون می آید و دوباره چاپ از نازل ادامه پیدا می کند. در اکثر اپلیکیشن ها، مانند cura، تنظیمات retraction معمولا به صورت پیش فرض فعال است. با این حال همیشه از صحت آن اطمینان حال کنید.

2. تنظیم دمای مناسب

درحالی که دما افزایش می یابد، متریال پرینت بیشتر ذوب می شوند و بیشتر احتمال چکیدن پلاستیک از نازل وجود دارد. حتی بعد از تنظیم کردن retraction. کاهش دما این احتمال را کاهش می دهد. اگرچه باید مراقب بود که دما بیش از اندازه سرد نشود. دمای بسیار پایین موجب می شود فیلامنت به اندازه کافی ذوب نشود و مشکلاتی هنگام خروج مواد از نازل به وجود آورد.

یک دمای ایده آل به متریال و سایر تنظیمات پرینتر وابسته است. پیشنهاد می شود هر زمانی در هنگام پرینت سه بعدی متوجه strining شدید، می توانید دما را تا 5 یا 10 درجه سلسیوس کاهش دهید. اما توجه کنید که هرگز دما را کمتر از حداقل دمای پیشنهاد شده توسط سازنده کاهش ندهید. در زیر دماهای پیشنهاد شده برای چند فیلامنترایج ذکر شده است:

• PLA: 180-220 °C
• ABS: 200-250 °C (90-100 °C print bed)
• PET: 215-235 °C
• TPE: 210-240 °C (20-70 °C print bed)
• PVA: 160-190 °C (60 °C print bed)
• TPU: 230-250 °C (60 °C print bed)

استفاده از برج تست دمای پرینتر سه بعدی، بهترین روش برای فهمیدن دمای مناسب برای مواد مختلف است.

3. تنظیم سرعت پرینت

سرعت نیز می تواند stringing را تحت تاثیر قرار دهد. برای مثال اگر زمان زیادی طول بکشد تا نازل از یک نقطه به نقطه دیگر برود احتمال چکیدن پلاستیک از نازل زیاد می شود. اما اکسترودر می تواند سریعتر حرکت کند. اگر نازل به اندازه کافی سریع حرکت کند پلاستیک فرصتی برای چکیدن پیدا نخواهد کرد.

در اپتدا باید بدانید که پرینتر سه بعدی شما با چه سرعتی حرکت می کند تا بتوانید تنظیماتی برای آن اعمال کنید. سرعت حرکت محورهای x و y برای مثال سرعت حرکت از سمتی به سمت دیگر را نشان می دهد. و این سرعت مستقیما با طول زمانی که نازل برای حرکت در فضای خالی سپری می کند ارتباط دارد.

4. تمیز کردن نازل ها قبل از شروع پرینت

وقتی که پرینتر سه بعدی برای مدت طولانی فقط از یک نوع فیلامنت استفاده می کند لایه ای نازک از فیلامنت درون نازل باقی می ماند. این لایه نازک می تواند دلیل stringing پرینتر سه بعدی باشد. زیرا تارهای فیلامنت تلاش خواهند کرد به سطح جسم پرینت شده بچسبند.

5.فیلامنت را به دور از رطوبت نگه دارید

در اینجا PLA دردسر ساز تر است. زیرا در مقایسه با ABSبیشتر رطوبت را جذب می کند. وقتی که رطوبت وجود دارد هنگام گرم کردن این رطوبت می تواند تبدیل به بخاطر شده و با پلاستیک مخلوط شود در نتیجه احتمال چکه کردن وقتی نازل حرکت نمی کند بالا می رود.

بنابراین باید فیلامنتها را در محیطی به دور از رطوبت نگهداری کرد مخصوصا اگر در مناطق مرطوب زندگی می کنید، مانند یک جعبه پلاستیکی. 

مشکلات پرینتر سه بعدی : توقف پرینتر در میانه کار

گاهی اوقات بنا به دلایلی پرینتر سه بعدی در میانه کار متوقف می شود و هات اند، فیلامنت ذوب شده را اکسترود نمی کند.

معمولا این مشکل به دو قسمت از پرینتر سه بعدی مربوط می شود؛ وجود مشکلی در فیلامنت و هات اند یا نازل. 

در این اینجا به چند مشکل که ممکن است در دو قسمت هات اندیا نازل و فیلامنت به وجود بیاید اشاره می کنیم.

1. فیلامنت به اندازه کافی نداشته باشید

کمی بدیهی است. اما بهترین ها هم دچار اشتباه می شوند. اکثر اسلایسر ها توانایی تخمین وزن فیلامنت لازم برای پرینت سه بعدی قطعه مورد نظر را دارند. شما می توانید با مقایسه این تخمین و مقدار فیلامنت موجود خود تصمیم بگیرد که فیلامنت کافی برای پرینت سه بعدی قطعه مورد نظر وجود دارد یا خیر.

2. فیلامنت آسیب دیده باشد

فیلامنت آسیب دیده می تواند باعث توقف پرینت سه بعدی شود.

3. نازل مسدود شده باشد

ممکن است نازل به وسیله فیلامنت های قدیمی و سوخته مسدود شود که این خود باعث بروز چندین مشکل من جمله جلوگیری از اکسترود فیلامنت ذوب شده و توقف پرینتر سه بعدی می شود.

4. فیلامنت شکسته باشد

موضوعی که عمدتا بر اکسترودر Bowden تأثیر بیشتر می گذارد. فیلامنت شکسته پیوستگی بین اکسترودر و هات اند را از بین می برد و باعث عدم تحویل فیلامنت ذوب شده به نازل می شود و در نتیجه توقف پرینتر سه بعدی را به دنبال دارد.

مشکلات پرینتر سه بعدی: اکسترود کم ماده ( Under-Extrusion )

 از دیگر مشکلاتی که ممکن است هنگام کار با پرینتر سه بعدی هر اپراتور تجربه کند اکسترود کم ماده است.

اکسترود کم ماده زمانی اتفاق می افتد که در حین پرینت مقدار کمی فیلامنت اکسترود شود. این موضوع می تواند دلیل شکاف های ایجاد شده روی مدل، لایه های پرینت نشده، لایه های ناقص و حتی لکه ها و سوراخ های روی لایه ها باشد. در این صورت کیفیت پرینت و استحکام قطعه پرینت سه بعدی کاهش می یابد.

در ادامه این مقاله به شرح 3 راه برای رفع مشکل اکسترود کم ماده می پردازیم.

1. افزایش ضریب اکستروژن:

اگر اکسترودر شما فیلامنت کافی اکسترود نمی کند، محتمل ترین راه برای رفع آن افزایش ضریب اکستروژن (جریان) در تنظیمات اسلایسر است. انجام این کار منجر به افزایش جریان فیلامنت در اکسترودر می شود و منجر به اکستروژن رضایت بخش و رفع مشکل اکسترود کم ماده می شود.

این تنظیمات را تا 2.5% افزایش دهید تا یک نقطه مطلوب پیدا کنید. توجه داشته باشید که افزایش بیش از حد این تنظیمات منجر به جام کردن دستگاه پرینتر سه بعدی می شود. 

2. افزایش دمای پرینت:

اگر دمای پرینتر سه بعدی شما کم باشد فیلامنت نمی تواند به خوبی مایع شود. بنابراین دمای نازل یک عامل بسیار مهم برای رفع مشکل اکسترود کم ماده است.

دمای پرینت را تا 5 درجه افزایش دهید. این افزایش دما را تا دستیابی به یک دمای مطلوب و مناسب برای پرینتر سه بعدی و متریال خود ادامه دهید. شما می توانید با تکرار چندین پرینت آزمایشی دمای مطلوب را به دست آورید و یا تنها با پرینت یک برج دمایی می توانید هم زمان چندین دما را تست کنید.

3.انتخاب فیلامنت با قطر مناسب

با یک مثال به توضیح این نکته می پردازیم؛ اگر قطر فیلامنت  را در تنظیمات اسلایسر 1.75 میلیمتر وارد کنید در حالی که قطر واقعی فیلامنت شما 3 میلمتر است واضح است که اکسترودر نمی تواند با سرعت کافی فیلامنت را اکسترود کند. با تصحیح این تنظیمات بسیاری از مکشلات رفع خواهد شد. 

چند نکته دیگر که باید به آن توجه کنید:

سرعت: اگر پرینتر سه بعدی شما سرعت بالایی داشته باشد، اکسترودر نمی تواند در مدت زمان کوتاه فیلامنت کافی اکسترورد کند. سرعتی حدود 20 میلیمتر بر ثانیه می تواند سرعت مناسب پرینتر سه بعدی باشد.

نازل: اگر متوجه شدید که اکسترود کم ماده در پرینتر سه بعدی شما یکنواخت نیست احتمالا دلیل آن گرفتگی نازل باشد. به صورت مداوم نازل پرینتر سه بعدی خود را تمیز کنید و مطمئن شوید گرفتگی نداشته باشد.  

لوله Bowden: اگر از یک پرینتر سه بعدی با اکسترودر Bowden استفاده می کنید مطمئن شوید درون لوله گرفتگی وجود نداشته باشد.

مشکلات پرینتر سه بعدی: جدا شدن لایه ها ( Delamination )

جدا شدن لایه ها، که گاهی اوقات به نام Delaminatin نیز می شناسیم، یک مشکل پرینت سه بعدی است که علت به وجود آمدن آن چسبندگی ضعیف بین لایه ها است. این مشکل مشابه به عدم چسبندگی لایه اول است. و هنگامی رخ می دهد که چسبندگی کافی بین لایه اول و صفحه چاپ وجود نداشته باشد. اما جدا شدن لایه، به علت چسبندگی ضعیف بین لایه های بعد از آن رخ می دهد.

 جدا شدن لایه اول تاب خوردن ( Warping ) پایه جسم به سمت بالا را در پی خواهد داشت، اما جدا شدن لایه های بعد از آن باعث ایجاد ترک های قابل مشاهده و ناقص شدن پرینت سه بعدی می شود. Delamination زمانی اتفاق می افتد که لایه ها به لایه های زیر خود به درستی نچسبیده باشند. این اتفاق می تواند چند دلیل داشته باشد از جمله: پایین بودن بیش از حد دما، ارتفاع زیاد، هات اند تمیز نشده و غیره.

در این مقاله چند راه حل برای جلو گیری از رخ داد این اتفاقات بررسی خواهیم کرد.

1. هات اند را مرتبا تمیز کنید:

استفاده از هات اند برای مدت طولانی بدون تمیز کردن، منجر به گرفتگی و یا حتی مسدود شدن آن شود. این موضوع می تواند تا حد زیادی بر اکسترود مواد تاثیر بگذار و آن را کاهش دهد. کاهش مواد اکسترود شده سبب ضعیف شدن چسبندگی و جدا شدن لایه ها از یک دیگر می شود.

بنابراین اولین نکته ای که باید رعایت کنید، تمیز کردن هات اند به صورت منظم است. این کار باعث می شود که مطمئن شویم سیستم اکستروژن بدون عیب و نقص و عاری از هرگونه گرفتگی کار می کند.

برای تمیز کردن هات اند کافی است که دمای آن را تا دمایی که معمولا با آن پرینت می کنید، گرم کنید. و به وسیله هر نوع پینی مسیر مسدود شده را باز کنید.

اگر فکر می کید اقدامات بالا وقت گیر است، ارزان ترین و آسان ترین راه جایگزینی هات اند گرفته شده با هات اند جدید است ( اگر از وسیله ای خاص یا گران قیمت استفاده نمی کنید ). اما با انجام این اقدامات آسان حتی می توانید وقوع سایر مشکلات کیفیتی را نیز کاهش دهید.

2. کاهش سرعت پرینتر:

دومین نکته ای که برای جلوگیری از جدا شدن لایه ها باید انجام دهید کاهش سرعت پرینت است. که راه حل بسیاری از مشکلات پرینت سه بعدی است و همچنین به طور موثر اکستروژن را هنگام پرینت افزایش می دهد.

پرینت با سرعت بالا تر از سرعتی که سازنده فیلامنت معرفی کرده است موجب آسیب رساندن به سیستم اکسترودر می شود. بالا رفتن سرعت پرینت به معنای بالا رفتن سرعت جریان در نازل است. اگر هات اند نتواند به دمای مناسب برای ذوب فیلامنت و رسوب گذاری آن دست پیدا کند باعث اختلال در اکسترود و همچنین کاهش چسبندگی بین لایه ها و بروز مشکل جدا شدن لایه ها از یک دیگر می شود .

هنگام تنظیم کردن پرینتر سه بعدی باید سرعت پرینت را 10 یا 5 mm/s کاهش دهید. بسته به نوع فیلامنت مورد استفاده اگر سرعت پرینت را تا 50 درصد کمتر از سرعت پیشنهادی سازنده فیلامنت کم کردیم و بازم جدا شدن لایه ها اتفاق افتاد، علت آن سرعت نیست.

3. افزایش دمای هات اند:

سومین نکته برای حل مشکل جدا شدن لایه ها، افزایش دمای هات اند است. زیرا که دمای هات اند بر چسبندگی لایه ها در حین پرینت و همچنین بعد از آن تاثیر می گذارد. وقتی دمای هات اند بیش از اندازه کم باشد، فیلامنت وقت کافی برای ذوب شدن ندارد و این مسئله باعث کم شدن چسبندگی بین لایه ها می شود.

شکی نیست که دمای بالای نازل باعث تولید قطعات مستحکم تر می شود و دلیل این ادعا آن است که یک نازل داغ تر فیلامنت ذوب شده بیشتری تولید می کند و این متریال اضافی پیوند بین لایه ها را محکم تر می کنند. علاوه بر آن یک قطعه پرینت سه بعدی از لایه های فیلامنت تشکیل شده و برای ذوب شدن نیاز به گرما دارد. فراهم کردن گرما به انجام هرچه بهتر این پروسه کمک می کند.

بهتر است این افزایش دما تدریجی باشد و پیشنهاد می کنیم با افزایش دمای حدود 10 درجه شروع کنید. اگر همچنان مشکل ادامه داشت با افزایش دما در حدود 5 درجه ادامه دهید. این افزایش دما ادامه پیدا می کند تا مشکل رفع شود. اگر با رسیدن دما به حداقل ظرفیت دستگاه پرینتر سه بعدی و دمای پیشنهاد شده سازنده فیلامنت، بازهم مشکل رفع نشد علت آن پایین بودن دمای هات اند نیست.

4. افزایش نرخ جریان:

بعد از سه راهکار قبلی چهارمین نکته ای که پیشنهاد می کنیم رعایت کنید، افزایش نرخ جریان است.

نرخ جریان، سرعت تحویل فیلامنت از اکسترودر به هات اند را مشخص می کند. تغییر نرخ جریان یکی از رایج ترین راهکار ها برای حل مشکل جدا شدن لایه است. همان طور که اشاره کردم با افزایش نرخ جریان، مقدار فیلامنت تحویل داده شده به نازل افزایش می یابد که این به معنای متریال بیشتر در نتیجه شانس بیشتر برای چسبیدن لایه ها به یک دیگر است.

5. تنظیم خنک کننده:

در این جا شما باید میزان خنک کردن پرینت را کاهش دهید. وجود جریان هوای خنک بیش از اندازه هنگام پرینت باعث تاب خوردن لایه اول می شود ( Warping ) و همچنین باعث سرد شدن سریع لایه ها و نچسبیدن آن ها به دیگر را به دنبال خواهد داشت. زیرا که میدانیم برای پیوستن لایه ها به یک دیگر نیاز به گرما داریم اما با وجود هوای خنک بیش از اندازه در هنگام پرینت سه بعدی این امر میسر نیست.

برای آزمایش اینکه علت جدا شدن لایه ها وجود هوای خنک است یا خیر، پرینتر را در یک فضای بسته با شرایط کنترل شده قرار می دهیم طوری که جریان هوای اتاق روی آن تاثیری نگذارد. سپس قطعه ای را با سرعت کم پرینت می کنیم اگر باز هم جدا شدن را مشاهده کردیم این مشکل به خاطر جریان هوای سرد نیست.

6. کاهش ارتفاع لایه:

برخی منابع ادعا می کنند که ارتفاع زیاد برای لایه ها در پرینت سه بعدی منجر به جدا شدن لایه ها می شود. بنابراین کاهش ارتفاع لایه ها در تنظیمات اسلایسر نکته ی دیگری است که باید رعایت کنید.ارتفاع لایه ها، مقدار فاصله ای در راستای محور z است که هد چاپ هنگام پرینت لایه اول از صفحه چاپ دارد.

ارتفاع لایه معمولا بر اساس قطر نازل ها مشخص می شود برای یک نازل 0.4 میلیمتر نیاز به تنظیم ارتفاع به 0.2 میلیمتر خواهیم داشت. هرچه ارتفاع لایه کمتر باشد، جزئیات بیشتری را می توان پرینت کرد. اما اگر ارتفاع بسیار زیاد باشد لایه های مجزا به اندازه کافی به یک دیگر نزدیک نیستند تا بهم بچسبند و از یک دیگر جدا می شوند.

اگر با استفاده از یک نازل 0.4 میلیمتر و ارتفاع 0.2 میلیمتر بازهم مشکل پیش آمد با کاهش ارتفاع به 0.16 میلیمتر پرینت را ادامه می دهیم تا مشکل حذف شود در غیر این صورت مشکل به ارتفاع ربطی ندارد.

7. استفاده از نازل با قطر بیشتر:

در نهایت اگر تمام راهکارهای بالا شکست خورد از یک نازل پهن تر استفاده کنید.

استفاده از یک نازل با قطر بیشتر می تواند به مشکل لایه لایه شدن پرینت سه بعدی شما کمک کند. با اکسترود فیلامنت ذوب شده در سطح گسترده تری فرصت بیشتری نیز برای چسبیدن لایه ها به یکدیگر وجود خواهد داشت. 

در آخر لازم به ذکر است،بعد از انجام تمام مراحل بالا از نازل با قطر بیشتر استفاده کنید. زیرا هم هزینه بر است و هم در دقت چاپ تاثیر می گذارد. فراموش نکنید که اگر قطر نازل خود را افزایش دادید تنظیمات مربوط به دمای نازل و سرعت جریان و... را نیز تغییر دهید.

مشکلات پرینتر سه بعدی: خراب شدن ساپورت ها

برای پرینت مدل های پیچیده نیاز به یک یا دو ساپورت داریم. ممکن است ساپورت ها به سختی جدا شوند اما بخش مهم و ضروری هستند. وظیفه ساپورت ها کمک به ثابت ماندن و جلوگیری از ریزش مدل پرینت سه بعدی هستند. اما در مواقعی موفق به ساپورت جسم نمی شوند. در این مواقع شما متوجه می شوید که ساختار ساپورت اکسترود شده ناهموار است یا ترک هایی بر سطح آن نمایان می شود و شروع به خراب شدن می کند.

دلایل شکست ساپورت:

1. نوع ساختار ساپورت:

معمولا ساختار ساپورت ها پیچیده است. اکثر نرم افزارهای اسلایسر گزینه های برای تنظیم ساپورت گذاری ارائه می دهند. راحت ترین روش استفاده از تنظیمات پیش فرض خود نرم افزار است اما نمی توان تضمین کرد که در پرینت سطوح شیب دار موفقیت آمیز عمل کند.  در این جا مسئله مهمی که باید به آن توجه کرد نوع ساختار ساپورت گذاری است که مدل شما را در طول پرینت پابرجا نگه می دارد.

ساپورت های خطی و زیگزاگی معمولا به راحتی بعد از اتمام پرینت جدا می شوند اما استحکام خوبی ندارند. ساپورت های مثلثی و شبکه ای استحکام بیشتری فراهم می کنند اما جدا شدن آنها از مدل سه بعدی دردسرساز است.یک پل ساده با ستون های نازک و ظریف را در نظر بگیرید برای پرینت این مدل اگر از ساپورت گذاری خطی یا زیگزاگی استفاده کنیم، بخاطر حرکت های جسم در طول پرینت امکان شکستن ستون ها و ساپورت های ظریف وجود دارد. برای همین، یک ساپورت شبکه ای می تواند به مراتب انتخاب بهتری برای ساپورت گذاری باشد.

2. عدم چسبندگی ساپورت ها به صفحه چاپ:

در بعضی از نرم افزارهای اسلایسر این امکان وجود دارد که ساپورت ها را بدون ایجاد چسبندگی به صفحه چاپ آن ها را چاپ کنیم که این باعث جدا شدن ساپورت از صفحه چاپ می شود.

3. ارتفاع زیاد و نازک شدن ساپورت:

در پرینت مدل های با ارتفاع زیاد، امکان دارد که ارتفاع ساپورت هم بیش از اندازه بلند شود و ساختاری نازک ایجاد کند. یک ساختار نازک به راحتی در مقابل کمترین فشار می شکند. در این موارد بهتر است که از یک بلوک برای پایه جسم استفاده کنیم.

4. تراکم کم ساپورت ها:

جدا شدن سخت و دردسرساز ساپورت ها از جسم موجب ایجاد تمایل برای پرینت آنها با حداقل تراکم ممکن شده است و این دلیل بسیاری از مشکلات است. باید توجه داشت که اگر ساپورت بار زیادی را تحمل می کند باید با تراکم بیشتری پرینت شود.

5. نامرغوب بودن فیلامنت ساپورت گذاری:

قدیمی و ارزان بودن فیلامنت ممکن است باعث بروز این مشکل بشود. اگر فیلامنت انقدر قدیمی باشد که کیفیت خود را از دست داده باشد یا ارزان و نا مرغوب باشد، چسبندگی بین لایه ها ایجاد نمی کند،باعث ایجاد ترک و همچنین سطح ناهموار در ساپورت ها شده که موجب شکست آنها می شود.

6. کالیبراسیون دستگاه:

در نهایت مراقب دستگاه پرینتر سه بعدی خود باشید. اگر پرینتر حرکت می کند یا بیش از حد نرمال می لرزد، پیچ و مهره ها را چک کنید و از سفت بودن آنها مطمئن شوید. بعد از اتمام بررسی ها فرآیند کالیبراسیون را دوباره انجام دهید.

راه حل های پشنهادی برای رفع مشکل

1. انتخاب ساپورت مناسب

با توجه به مدل پرینت سه بعدی خود، ساپورت مناسب را انتخاب کنید. اگر قسمت های شیب دار و برآمده جسم بهم متصل هستند یا در سطح مناسبی با صفحه چاپ ارتباط دارند از ساپورت های خطی و زیگزاگی استفاده کنید. اگر مدل در سطح کمتری با صفحه چاپ در ارتباط است و یا نیاز به ساپورت مستحکم تر دارد از ساپورت های شبکه ای و مثلثی استفاده کنید.

2. استفاده از ساختارهای چسبنده:

برای اطمینان از ساختارهایی که به چسبندگی بیشتر کمک می کنند استفاده کنید مانند brim. 

3. تراکم ساپورت را افزایش دهید:

با افزایش تراکم ساپورت ها، استحکام آنها بیشتر می شود و برای مدل های سنگین تر پشتیبانی بهتری فراهم می کنند.

4. ایجاد ساپورت های درون سازه ای:

ساپورت های بسیار بلند ضعیف هستند. با افزودن یک بلوک بلند درست زیر محلی که پرینت تمام می شود و نیاز به ساپورت گذاری داریم.

5. تعویض فیلامنت:

با پایان عمر مفید فیلامنت، کیفت آن پایین آمده و شکننده می شود و معمولا این افت کیفیت در کاهش کیفیت ساپورت گذاری مشاهده می شود. با تعویض فیلامنت می توان این مشکل را رفع کرد.

6. چک کردن دستگاه :

تکان خوردن و لنگ زدن دستگاه پرینتر سه بعدی می تواند اصلی ترین دلیل بروز این مشکل باشد. دستگاه پرینتر خود را دوباره بررسی کنید و مطمئن شوید هر چیزی سر جای خود محکم است و یک بار دیگر آن را کالیبره کنید.

مشکلات پرینتر سه بعدی: شکستن یا پرینت ناقض فضای درونی ( Broken Infill )

اکثر افرادی که با پرینتر سه بعدی کار می کنند با مشکل شکسته شدن یا کامل پرینت نشدن فضای درونی (فضای بین دیواره ها) مواجه شدند. علت بروز این مشکل می تواند مربوط به تنظیمات نامناسب و غلط نرم افزار اسلایسر باشد. و همچنین گرفتگی جزئی نازل هم ممکن است از دیگر دلایل چاپ ناقص فضای درونی مدل پرینتر سه بعدی شما باشد. خوشبختانه این مشکل با چند راه حل بسیار سریع و آسان رفع می شود که در ادامه به ان ها اشاره می کنم.

1. تنظیم تراکم فضای داخلی: 

در نرم افزار اسلایسر خود چگالی درونی ( Infill density ) را چک کنید. مقدار حدودا 20% کافی است. مقادیر کمتر از این باعث بروز مشکل می شود. برای پرینت اجسام بزرگ، با کمتر کردن این مقدار توجه داشته باشید که جسم ساپورت گذاری مناسب و کافی داشته باشد.

2. کاهش سرعت پرینت فضای درونی:

سرعت پرینت درون قطعه تاثیر به سزای بر کیفیت قطعه می گذارد. اگر ساختار فضای درونی به نظر ضعیف می رسد سرعت پرینت را کاهش دهید.

3. تغییر الگوی فضای درونی:

تمام نرم افزاهای اسلایسر این گزینه را برای شما فراهم کرده اند که بتوانید الگوی ساختار فضای درونی را تغییر دهید. برای استحکام بیشتر می توانید از الگوی شبکه ای یا لانه زنبوری استفاده کنید.

4. چک کردن نازل:

نازل پرینتر سه بعدی خود را چک کنید. ممکن است یک انسداد جزئی درون نازل وجود داشته باشد. این گرفتگی کوچک بر دیواره های ضخیم بیرونی تأثیری نمی گذارد. اما با کاهش جریان به علت گرفتگی فیلامنت درون نازل، بر ساختار فضای درونی افت کیفیت را به همراه دارد.

مشکل تاب برداشتن ( Warping ) در حین پرینت و راه حل آنها 

گاهی اوقات هنگام پرینت، ممکن است بعضی از قسمت های جسم به سمت بالا تاب بخورد. علت این مشکل تفاوت دمای زیاد بین لایه ها و پلاستیک خارج شده از نازل است. این موضوع باعث ایجاد تنش در مدل شده، وقتی این تنش بیش از حد شود لایه های پایینی شروع به بالا آمدن و کنده شدن از سطح می کنند و باعث ایجاد یک پیچ و تاب می شوند.

فیلامنتهای مورد استفاده در پرینتر های FDMمعمولا از ترموپلاستیک هستند. موادی هستند که ذوب می شوند ( به مایع تبدیل می شود )، منجمد می شوند ( به جامد تبدیل می شود )، و همچنان خواص مکانیکی خود را حفظ می کنند. در پرینت سه بعدی، فیلامنت را در دمایی بالاتر از دمای نقطه ذوب آن، گرم می کنند تا بتوان به شکل مایع روی یک بستر ساخت اکسترود شود.

در حین گرم کردن، ترمو پلاستیک منبسط می شود. با سرد شدن آن دوباره منقبض می شود و به صورت جامد برمی گردد. این تغییر شکل باعث ایجاد حرکت هایی در پلاستیک اکسترود شده می شود. که ریشه تاب برداشتن پرینت سه بعدی است: لایه سردتر، لایه های داغ تر را در هنگام انقباض می کشند. وقتی این اتفاق می افتد، اگر لایه های داغ زیر لایه های سردتر باشند، جسم پرینت سه بعدی مجبور خواهد شد از سطح ساخت کنده شود و به سمت بالا خم شود.

در بدترین شرایط، ممکن است این مشکل بعد از اتمام پرینت بخش زیادی از کار اتفاق بیفتد و یک پرینت خوب را خراب کند.

اگر دما را در کل زمان پرینت ثابت کنیم، حتی یک گوشه کوچک هم تاب نمی خورد. اما این کاملا غیر ممکن است. فقط می توانیم دمای مدل پرینت سه بعدی را تا آنجایی که امکان دارد، ثابت نگه داریم. همچنین در حد امکان تلاش کنیم مدل روی بستر ساخت محکم و ثابت بماند. در زیر چند روش برای ثابت ماندن جسم روی صفحه معرفی شده است.

1. استفاده از صفحه چاپ شیشه ای

طبق تجربه به نظر می رسد این تاب خوردن، در پرینت اجسام با سطح بزرگ و اصولا با بستر چاپ از جنس فولاد فنری، بیشتر رخ می دهد. به این دلیل که سطوح بزرگتر معمولا نیروی های انحرافی را بیشتر جذب می کنند و صفحه چاپ انعطاف پذیر ( اگرچه بهتر جسم به آن می چسبد ) را نیز با خود خم می کنند. برای از بین بردن آن می توان در اولین قدم از بستر چاپ شیشه ای استفاده کرد.

2. تنظیم دما

اقدام بعدی می تواند تنظیم دما باشد. نه فقط دمای فیلامنتبلکه دمای بستر چاپ و هوای محیط چاپ نیز از عوامل مهم در جلوگیری از تاب خوردن است. در زیر به چند نکته برای نگهداری دما در شرایط بهینه اشاره شده است:

استفاده از یک بستر چاپ حرارتی: که به یکنواخت شدن دمای مدل کمک می کند. همچنین باعث می شود جسم به سطح بچسبد.

به کار گیری یک محفظه چاپ محصور شده: به ثابت نگه داشتن دمای محیط کمک می کند.

کنترل دمای اتاق: پنجره ها و در اتاق را بسته نگه دارید و از هرگونه نشت هوای سرد جلو گیری کنید. ( توجه کنید که هوا برای نفس کشیدن داشته باشید  )

تنظیم خنک کننده: این مورد می تواند مشکل باشد، همان طور که می خواهیم فیلامنتسرد شود تا بهتر پل بسازد و کمتر ریزش داشته باشد و نیاز است، پلاستیک سریعتر خنک و به جامد تبدیل شود تا هندسه دقیقی ایجاد کند. در نتیجه خاموش کردن فن های خنک کننده برای چند لایه اولی می تواند به چسبیدن و ثابت ماندن جسم روی صفحه چاپ کمک کند.

3. استفاده از چسب

همان طور که اشاره شد چسباندن لایه ها به صفحه پرینت از تاب خوردن آنها به بالا جلوگیری می کند. پوشاندن صفحه چاپ با یک ماده چسبنده قبل از شروع پرینت می تواند در این امر موثر باشد. بهتر است هر چسبی را با پرینت یک جسم کوچک امتحان کنید تا مطمئن شوید که آنقدر قوی نیست که به جسم و صفحه چاپ آسیب بزند.

استفاده از اسپری مو: که یک چسبندگی نسبتا خوبی برای هر نوع فیلامنتایجاد می کند. یا می توانید از اسپری مخصوص و فرموله شده برای پرینت سه بعدی استفاده کنید. مانند 3D Lac.

از چسب استیکی PVA استفاده کنید: یک چسب استیکی ساده می تواند موثر باشد. باید توجه داشت که یک لایه نازک بر روی سطح کافی است.

4. تنظیم slicer

و در آخر تنظیم Slicer پرینتر سه بعدی به جلو گیری از تاب خوردن کمک می کند و پرینت را در جای خود در روی صفحه نگه می دارد.

با سرعت کمتر پرینت کنید: حتما شگفت زده خواهید شد اگر بدانید که کاهش سرعت پرینت، بیشتر مشکلات پرینت مثل پیچ و تاب خوردن را حل می کند. اما باید توجه داشت باشید که هم زمان دمای نازل را نیز باید پایین بیاورید.

در اسلایسر خود حاشیه ( skirt ) یا لبه ( brim ) بسازید: skirt لایه ای است اطراف مدل که محدوده پرینت را مشخص می کند در حالی که brim یک یا چند لایه اضافی است که به گوشه های پایه جسم اصلی متصل شده است. این یک سطح پهن تری در پایین چاپ ایجاد می کند و باعث چسبندگی بهتر به صفحه چاپ می شود.

یک raft اضافه کنید: raft یک ساختار است که پایه مدل پرینت را بزرگتر می کند و در کل پایه زیرین مدل ادامه می یابد. این کار چسبندگی را افزایش می دهد اما باید توجه داشت طوری باشد که به آسانی جدا شود.

اضافه کردن mouse ear :mouse ear دیسکی است که ضخامت آنها چند لایه است که برای چسبندگی بیشتر گوشه زیر مدل آن را چاپ می کنیم، و بعد از اتمام پرینت جدا می شوند.

از دیگر مشکلات پرینتر سه بعدی:

آویزان شدن فیلامنت (Overhang)

اکسترود کم ماده ( Under-Extrotion )

جدا شدن لایه ها (Delamination)

شکستن یا پرینت ناقص فضای درونی (Broken Infill)

خراب شدن ساپورت ها

توقف پرینتر در میانه کار 

Stringing