Entdecken Sie effektive Techniken zur Minimierung von 3D-Druck-Artefakten wie Schichtlinien, Verformung und Delamination. Lernen Sie Kalibrierungstipps, Slicer-Einstellungen und Nachbearbeitungsmethoden kennen, um hochwertige, präzise Drucke mit einem glatten Finish zu erzielen. Beherrschen Sie Ihr 3D-Druck Artefakte Fähigkeiten heute.
Reparieren von 3D-Druck-Artefakten: Wie Sie glattere und präzisere Drucke erhalten
Dieser Artikel behandelt wichtige Themen zur Verbesserung der Qualität von 3D-Druck-Artefakten. Er behandelt gängige 3D-Druck-Artefakte wie Schichtlinien, Z-Bänder, Blobs, Verformung, Delamination und raue Oberflächen. Er behandelt auch die Druckerkalibrierung, die Optimierung der Slicer-Einstellungen und die Materialauswahl (PLA gegen. ABS). Es werden Techniken zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit, einschließlich Schleifen, chemisches Glätten und Harzbeschichtungen, erforscht. Abschließend werden bewährte Verfahren zur Reduzierung von Artefakten und zur Verbesserung der 3D-Druckqualität vorgestellt. Die FAQs befassen sich mit Themen wie der Minimierung von Schichtlinien, der Vermeidung von Verformungen und der sicheren Nachbearbeitung von PLA-Produkten, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, um glatte, hochwertige Drucke zu gewährleisten.
Der 3D-Druck ermöglicht die schnelle Umwandlung digitaler Entwürfe in physische Objekte, aber gängige Artefakte wie Schichtlinien, Verformung und Delamination können die Druckqualität beeinträchtigen. Diese Artefakte beim 3D-Druck sind zwar aufgrund des schichtweisen Prozesses unvermeidlich, können aber durch die richtige Kalibrierung, Slicer-Einstellungen, Materialauswahl und Nachbearbeitungstechniken wie Schleifen und Grundieren minimiert werden. Dieser Artikel beleuchtet Strategien zur Reduzierung von 3D-Druck-Artefakten, die glattere und genauere Drucke für Design- und Fertigungsanwendungen gewährleisten. Wenn Sie bei der Kalibrierung und Optimierung auf die Details achten, können 3D-Drucker das volle Potenzial der Technologie ausschöpfen.
Das Interesse an "3D-Druck-Artefakten" hat seit 2017 stetig zugenommen, was die zunehmende Bedeutung der additiven Fertigung sowohl in der Industrie als auch im Verbrauchersektor widerspiegelt. Die Suchanfragen nach "3D-Druckqualität" sind in den letzten zehn Jahren stabil geblieben, was darauf hindeutet, dass dies ein ständiges Anliegen ist. Im Januar 2023 stiegen die Suchanfragen nach "3D-Druckfehler beheben" sprunghaft an, was darauf hindeutet, dass man sich wieder auf die Verbesserung der 3D-Druckfähigkeiten konzentriert. Die Vereinigten Staaten, China und Deutschland führen bei den Suchanfragen zur Minimierung von 3D-Drucklinien, was ihre Rolle bei der Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie unterstreicht. Da sich der 3D-Druck weiterentwickelt, bleibt die Optimierung von Artefakten und Qualität für breitere Anwendungen entscheidend.
Arten von 3D-Druck-Artefakten
Layer-Linien
Verursacht durch das Schicht-für-Schicht-Druckverfahren. Deutlicher auf gekrümmten Oberflächen. Minimiert durch feinere Schichthöhen, adaptive Schichtfunktionen und niedrigere Drucktemperaturen für hohe Drucke.
Z-Banding
Auch Rippung genannt. Durch ungleichmäßigen Druck auf die z-Schraube aufgrund loser Verschraubungen oder eines falsch ausgerichteten z-Motors. Beheben Sie dies, indem Sie die Verschraubungen festziehen, Muttern gegen den Uhrzeigersinn verwenden, die z-Achse ausrichten und die z-Schraube bei Bedarf nachrüsten.
Kleckse und Pickel
Zufällige Kleckse in ansonsten flachen Oberflächen aufgrund von Temperatur-, Rückzugs- oder Kühlungsproblemen. Durch die Optimierung von Temperaturen, Rückzugsabständen und Geschwindigkeiten sowie durch eine angemessene Kühlung der Teile werden sie reduziert.
Warping
Tritt auf, wenn das Material beim Abkühlen schrumpft. Führt zum Abheben der Ecken/Kanten vom Bett. Wird durch die Verwendung von Klebstoffen für die Bauplatte, die Einhausung und die Optimierung der Temperatur-/Retraktionseinstellungen minimiert.
Delamination
Trennung der Schichten aufgrund von ungleichmäßigem Druck auf die gedruckten Schichten oder feuchtigkeitsbedingter Blasenbildung. Abhilfe durch Verbesserung der Bettadhäsion, Trocknung der Filamente, Erhöhung der Wandlinien, Infill und Kühlung zwischen den Schichten.
Raue Oberflächen
Durch unsachgemäße Stapelung einzelner Linien oder Fehler wie den Elefantenfuß. Geglättet durch feinere Schichthöhen, Reduzierung der Temperaturen, richtige Kalibrierung des Flusses und Nachbearbeitung.
Kalibrierung Ihres 3D-Druckers
Nivellieren Sie die Bauplattform
Die Bauplattform muss perfekt nivelliert werden, damit die erste Schicht gleichmäßig haftet. Dies geschieht mit der Papier-/Fühlerlehre-Methode, bei der ein Blatt zwischen die sich bewegende Düse und das Bett gelegt wird. Die Offsets werden so lange angepasst, bis Sie beim Bewegen des Bogens einen angemessenen Widerstand spüren. Dieser Vorgang wird an allen Einstellpunkten wiederholt und es werden einige Testdrucke durchgeführt, um die Ebenheit der Plattform zu überprüfen.
Temperatur-Einstellungen abstimmen
3D-Druck-Artefakte werden stark von der Düsen- und Betttemperatur beeinflusst. Die Düsentemperatur wirkt sich auf die Schichthaftung aus, während die Betttemperatur die Verformung und die Haftung des Bettes beeinflusst. PLA druckt am besten bei 180-210°C, während ABS 230-250°C benötigt. Heizbetten sollten auf 50-60°C für PLA und 70-100°C für ABS eingestellt werden. Die Temperaturkalibrierung erfolgt durch das Testen verschiedener Kombinationen für das verwendete Material und das Feststellen der optimalen Kombination, die die beste Schichtverbindung ohne Beeinträchtigung der Maßgenauigkeit bei 3D-Druck-Artefakten bietet.
Z-Offset und Flussrate anpassen
Die Einstellung des richtigen Z-Offset-Abstands wirkt sich auf die Dicke der ersten Schicht und ihre Haftung auf dem Bett aus. Sie stellen ihn ein, indem Sie die Düse nach oben/unten bewegen, bis sich der Papierwiderstand richtig anfühlt. Die Durchflussrate bestimmt den Einzug des Extruders. Eine Unterextrusion führt zu Lücken, während eine Überextrusion ein Überlaufen verursacht, beides verschlechtert die Druckqualität. Zur Kalibrierung dieser Einstellung verwenden Sie den Kalibrierungsassistenten von Slic3r oder Testwürfel mit bekannten Abmessungen.
E Schritte kalibrieren
E-Steps/mm definieren das lineare Verhältnis zwischen Filamenteingabe und Extruderausstoß in einem Drucker. Falsche E-Steps-Werte unter- oder überextrudieren. Die Formel verwendet Vorschübe, misst die Filamentzufuhr und den Ausstoß, um neue E-Steps zu berechnen. Vorschub, Messen, Berechnen wird in kleinen Schritten wiederholt, bis Ausgabe=Eingabe die beste Qualität ergibt.
Motoren konfigurieren
Die Einstellungen für Treiberstrom, Microstepping und Motordrehung in der Firmware sorgen dafür, dass sich die Stepper gleichmäßig bewegen und kein Banding oder Verschiebungen auftreten. Durch unabhängiges Testen jeder Änderung werden optimale Werte für die Druckerkomponenten ermittelt. Die Kalibrierung ist erst dann abgeschlossen, wenn alle einzelnen Parameteränderungen durch Testdrucke validiert wurden.
Optimieren der Slicer-Einstellungen
Höhen der Steuerungsebene
Die Schichthöhe steuert die Dicke der einzelnen gedruckten Schichten und hat einen großen Einfluss auf die Druckqualität und die Druckzeit. Die Verwendung einer geringeren Schichthöhe von 0,1 mm anstelle von 0,2 mm führt zu einer glatteren Oberfläche, da dünnere, allmählichere Übergänge zwischen den Schichten entstehen und die Sichtbarkeit von Treppenstufen auf schrägen Flächen verringert wird. Kleinere Schichten erhöhen jedoch die Druckzeit erheblich. Die meisten Slicer ermöglichen eine Feinabstimmung der Standardeinstellung für die Schichthöhe, um die optimale Balance für jeden Druck zu erreichen.
Stützstrukturen hinzufügen
Wenn Sie überhängende Geometrien wie Brücken in 3D drucken, hat das Material darunter nichts, worauf es aufbauen kann. Wenn Sie die Erzeugung von Stützen im Slicer aktivieren, werden solche Fehler vermieden. Zwei gängige Muster sind Kontakt- und berührungslose Stützen. Erstere haften direkt an Oberflächen, während letztere verzweigungsähnlichen Strukturen ähneln. Wenn Sie die Modelle strategisch ausrichten, können Sie manchmal ganz auf Stützen verzichten.
Infill konfigurieren
Die Füllung bestimmt, wie dicht oder spärlich das Innere des gedruckten Modells gepackt ist. Eine massive Füllung bietet maximale Festigkeit auf Kosten eines viel höheren Materialverbrauchs und einer längeren Druckzeit im Vergleich zu hohlen oder weniger dichten Fülloptionen wie geradlinig oder sechseckig. Auch abgestufte Schichtmuster wirken sich auf die Festigkeit aus. Bei der Optimierung müssen Sie die Anforderungen gegen Zeit und Kosten abwägen.
Wände konfigurieren
Die Wände bilden die äußeren sichtbaren Oberflächen des Modells. Die Erhöhung der Anzahl der Wände verbessert die Maßgenauigkeit und die Oberflächenqualität, verlängert aber die Druckzeiten. Ein einziger Wandumfang reicht für schnelle Prototyp Teile, während komplexe Funktionsteile 2-3 Wände benötigen. Die Breite der Wandlinie sollte dem Düsendurchmesser entsprechen.
Geschwindigkeit optimieren
Die Druckgeschwindigkeit bestimmt, wie schnell sich der Druckkopf bewegt und Material aufträgt. Höhere Geschwindigkeiten verkürzen zwar die Druckdauer, können aber die Haftfestigkeit der Schichten beeinträchtigen und zu Unregelmäßigkeiten wie Rippenbildung führen, wenn die Geschwindigkeit höher als optimal ist. Eine schrittweise Verringerung um 5 mm/s bietet deutliche Verbesserungen, um geeignete Geschwindigkeitsprofile zu ermitteln.
Support-Einstellungen neu einstellen
Anpassbare Einstellungen wie Schnittstelle/Nächster Abstand zwischen Halterung und Modell wirken sich auf die einfache Entfernung der Halterung nach dem Druck aus. In manchen Fällen können Stützpfeiler anstelle von Kontaktpunkten ausreichen. Durch strategisches Drehen der Modelle oder selektive Platzierung können Stützen ganz entfallen. Durch mehrere Versuche werden die richtigen Parameterkombinationen für jede Teilegeometrie ermittelt.
Optimale Auswahl der Materialien
PLA Pro und Kontra
PLA ist einfach zu drucken, ungiftig und produziert präzise Teile, hat aber eine geringere Hitzebeständigkeit, die eine Nachbearbeitung zur Festigkeit erfordert. PLA ist ziemlich spröde, wenn es ohne Füllung verwendet wird. Außerdem sind Schichtlinien im Druck sichtbar.
ABS Eigenschaften
ABS produziert zähe, starke Teile, die temperatur- und stoßbeständig sind. Nachteile sind die höhere Schrumpfung, die Neigung zum Verziehen und giftige Dämpfe, die eine Abschirmung erfordern. ABS ist leichter zu glätten als PLA.
Spezialisierte Filamente
Kohlefaser-, Holz-, flexible und metallgefüllte Filamente eignen sich je nach Bedarf für funktionale Prototypen und Endverbraucherteile. Sie benötigen möglicherweise kompatible Düsen oder geänderte Temperatureinstellungen.
Verbesserung der Oberflächengüte
Sand 3D-Drucke
Durch das Schleifen mit immer feiner werdenden Schleifpapieren wie P80 bis P600 werden Schichtlinien, Artefakte und Träger entfernt. Sorgfältiges Nassschleifen minimiert die Staubentwicklung.
Grundierungen und Farben auftragen
Nach dem Schleifen tragen Sie eine Grundierung auf, die Unebenheiten ausgleicht und Farben besser annimmt. Acryl- oder Emaille-Farben Das Finish druckt attraktiv und verbirgt Mängel.
Chemische Glättung
Aceton, Dichlormethan und Reinigungsmittel glätten bestimmte Kunststoffe wie ABS, PETG. Seien Sie vorsichtig, um zu vermeiden, dass Lösungsmittel die Drucke beschädigen oder schwächen.
Harzbeschichtungen auftragen
Epoxidharze beschichten und verstärken 3D-Drucke für eine glänzende, undurchlässige und verstärkte Oberfläche, die alle Druckfehler verdeckt.
Versuchen Sie Wärmeglättung
Heißluftpistolen, Haartrockner und Lösungsmitteldämpfe weichen die Kunststoffschichten auf und sorgen für eine glatte Oberfläche bei ABS und bestimmten Verbundwerkstoffen wie Nylon/Kohlefaser. Kontrolle ist wichtig, um Verformungen zu vermeiden.
Fazit
Indem Sie Ihren 3D-Drucker sorgfältig kalibrieren, die Slicer-Einstellungen optimieren und effektive Stützstrukturen und Oberflächenbearbeitungstechniken verwenden, können Sie Druckartefakte erheblich reduzieren. Auch wenn aufgrund des additiven Charakters des 3D-Drucks einige Unvollkommenheiten verbleiben können, können Experimente und die richtige Auswahl des Filaments zu glatteren, genaueren Drucken führen. Als 3D-Drucktechnologie Wenn Sie diese grundlegenden Verfahren beherrschen, können Sie qualitativ hochwertige, funktionale Drucke erstellen, die enge Designtoleranzen einhalten. Mit etwas Erfahrung können selbst Anfänger Ergebnisse erzielen, die mit Präzisionsfertigungsmethoden wie CNC oder Spritzgießen.
FAQs
F: Welche Einstellungen würden helfen, die Ebenenlinien bei komplexen Geometrien mit vielen Kurven und Winkeln zu minimieren?
A: Gekrümmte und abgewinkelte Oberflächen neigen eher dazu, auffällige Ebenenlinien zu zeigen. Die Verwendung adaptiver Schichthöhen, die die Schichtdicke auf der Grundlage der Geometrie eines Modells anpassen, kann helfen. Feinere Düsen wie 0,2 mm statt 0,4 mm erzeugen ebenfalls glattere Schichten. Wenn Sie die Druckgeschwindigkeit verlangsamen, z.B. auf 30 mm/s statt 60 mm/s, haben Sie mehr Zeit für die Verbindung zwischen den Schnittstellen. Wenn Sie im Slicer eine feine Netzeinstellung aktivieren, die zusätzliche geometrische Details hinzufügt, können Sie auch Kurven und Winkel verbessern. Achten Sie immer darauf, dass Sie die E-Steps und Flussraten korrekt kalibrieren, um eine gleichmäßige Extrusion zu erreichen.
F: Ist es möglich, Verformungen bei größeren ABS-Drucken vollständig zu beseitigen?
A: Auch wenn sich die Verformung oft minimieren lässt, kann es bei größeren ABS-Drucken schwierig sein, sie vollständig zu verhindern, vor allem ohne ein Gehäuse. Bestimmte Vorsichtsmaßnahmen maximieren jedoch den Erfolg. Ein Floß unter dem Modell bietet eine stabile Basis. Die Verwendung eines beheizten Glasbetts lässt die erste Schicht besonders gut haften. Wenn Sie den Abkühlungsprozess nach dem Druck verlangsamen, indem Sie einen Rand einbauen, die Lüfter deaktivieren und die Temperatur des Bettes im Leerlauf erhöhen, werden die Spannungen allmählich abgebaut. Schließlich ist es wichtig, eine ABS-Mischung mit geringer Verformung zu wählen und die Temperaturen und Rückzugseinstellungen zu optimieren. Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, erzielen Sie die flachsten Ergebnisse.
F: Welche Nachbearbeitung ist für PLA-Artikel, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, sicher?
A: Für lebensmittelechte PLA-Drucke sind die sichersten Nachbearbeitungsmethoden leichtes Abschleifen und lebensmittelechtes Mineralöl. PLA produziert selbst ein ungiftiges Material, aber einige Oberflächenbehandlungen können mit der Zeit Verunreinigungen einbringen. Nasses Schleifen mit einer hohen Körnung wie 2000 verhindert das Einatmen von Harz. Lebensmittelgeeignetes Mineral- oder Olivenöl bildet eine atmungsaktive, nicht auslaugende Barriere, die die durch das Schleifen erzielte matte Textur aufrechterhält. Aceton, Dichlormethan oder UV-gehärtete Harzbeschichtungen können Rückstände übertragen, die gesundheitliche Bedenken hervorrufen und sollten daher bei Gegenständen, die mit Lebensmitteln oder Getränken in Berührung kommen, vermieden werden.