Correzione degli artefatti della stampa 3D per stampe più uniformi e precise

Scopra le tecniche efficaci per ridurre al minimo gli artefatti della stampa 3D, come le linee di livello, la deformazione e la delaminazione. Impara i suggerimenti per la calibrazione, le impostazioni dello slicer e i metodi di post-elaborazione per ottenere stampe di alta qualità e precisione con una finitura liscia. Padroneggi le sue competenze sugli artefatti di stampa 3D oggi stesso.

Correggere gli artefatti della stampa 3D: Come ottenere stampe più uniformi e precise

Questo articolo tratta gli argomenti chiave per migliorare la qualità degli artefatti della stampa 3D. Discute gli artefatti di stampa 3D più comuni, come le linee di livello, la bordatura Z, i blob, la deformazione, la delaminazione e le superfici ruvide. Tratta anche la calibrazione della stampante, l'ottimizzazione delle impostazioni dello slicer e la selezione dei materiali (PLA vs. ABS). Vengono esplorate le tecniche per migliorare la finitura superficiale, tra cui la levigatura, la levigatura chimica e i rivestimenti in resina. La conclusione offre le migliori pratiche per ridurre gli artefatti e migliorare la qualità della stampa 3D. Le FAQ affrontano problemi come la minimizzazione delle linee di strato, la prevenzione della deformazione e la post-elaborazione sicura per gli articoli in PLA a contatto con gli alimenti, garantendo stampe lisce e di alta qualità.

La stampa 3D consente di convertire rapidamente i progetti digitali in oggetti fisici, ma gli artefatti comuni come le linee di strato, la deformazione e la delaminazione possono avere un impatto sulla qualità di stampa. Mentre questi Stampa 3D Gli artefatti sono inevitabili a causa del processo layer-by-layer, ma la loro gravità può essere ridotta al minimo con una calibrazione adeguata, le impostazioni dello slicer, la selezione del materiale e le tecniche di post-elaborazione, come la levigatura e il primer. Questo articolo evidenzia le strategie per ridurre gli artefatti della stampa 3D, garantendo stampe più uniformi e precise per le applicazioni di progettazione e produzione. Con l'attenzione ai dettagli nella calibrazione e nell'ottimizzazione, gli utenti della stampa 3D possono sbloccare il pieno potenziale della tecnologia.

L'interesse per i "manufatti di stampa 3D" è cresciuto costantemente dal 2017, riflettendo la crescente importanza della produzione additiva sia nell'industria che nei settori di consumo. Le ricerche di "qualità della stampa 3D" sono rimaste stabili nell'ultimo decennio, il che indica che si tratta di una preoccupazione costante. Nel gennaio 2023, le ricerche per "correggere i difetti della stampa 3D" hanno registrato un'impennata, suggerendo una rinnovata attenzione al miglioramento delle competenze di stampa 3D. Gli Stati Uniti, la Cina e la Germania sono in testa alle ricerche relative alla minimizzazione delle linee di stampa 3D, evidenziando il loro ruolo nell'avanzamento della tecnologia di stampa 3D. Con l'evoluzione della stampa 3D, l'ottimizzazione degli artefatti e della qualità rimane fondamentale per le applicazioni più ampie.

Tipi di artefatti di stampa 3D

Linee di livello

Causato dal processo di stampa strato per strato. Più evidente sulle superfici curve. Si riduce al minimo utilizzando altezze di strato più fini, la funzione di strato adattivo e riducendo le temperature di stampa per le stampe alte.

Fascio Z

Chiamata anche nervatura. A causa di una pressione non uniforme sulla vite z dovuta a raccordi allentati o ad un allineamento errato del motore z. Si risolve stringendo i raccordi, utilizzando dadi in senso antiorario, allineando l'asse z e aggiornando la vite z, se necessario.

Bolle e brufoli

Blob casuali in superfici altrimenti piatte, dovuti a problemi di temperatura, retrazione o raffreddamento. Si riducono ottimizzando le temperature, le distanze di retrazione, le velocità e consentendo un adeguato raffreddamento dei pezzi.

Deformazione

Si verifica se il materiale si restringe al momento del raffreddamento. Porta al sollevamento degli angoli/bordi dal letto. Si può ridurre al minimo utilizzando adesivi per la superficie di costruzione, la copertura e ottimizzando le impostazioni di temperatura/ritrazione.

Delaminazione

Separazione degli strati causata da una pressione non uniforme sugli strati stampati o dalla formazione di bolle indotte dall'umidità. Si corregge migliorando l'adesione al letto, asciugando i filamenti, aumentando le linee di parete, il riempimento e il raffreddamento tra gli strati.

Superfici ruvide

A causa dell'impilamento improprio di singole linee o di difetti come il piede d'elefante. Levigare utilizzando altezze di strato più fini, riducendo le temperature, calibrando adeguatamente il flusso e postelaborando.

Calibrazione della stampante 3D

Livellare la piattaforma di costruzione

La piattaforma di costruzione deve essere perfettamente livellata per un'adesione uniforme del primo strato. Per farlo, si utilizza il metodo della carta/del tastatore, in cui si inserisce un foglio tra l'ugello in movimento e il letto. Gli offset vengono regolati finché non si avverte la giusta resistenza durante lo spostamento del foglio. Questo processo viene ripetuto in tutti i punti di regolazione e vengono eseguite alcune stampe di prova per verificare la planarità della piattaforma.

Sintonizzare le impostazioni della temperatura

Gli artefatti della stampa 3D sono altamente influenzati dalla temperatura dell'ugello e del letto. La temperatura dell'ugello influisce sull'adesione degli strati, mentre la temperatura del letto influisce sulla deformazione e sull'adesione del letto. Il PLA si stampa meglio a 180-210°C, mentre l'ABS richiede 230-250°C. I letti riscaldati dovrebbero essere impostati a 50-60°C per il PLA e a 70-100°C per l'ABS. La calibrazione della temperatura si effettua testando varie combinazioni per il materiale in uso e annotando quella ottimale che fornisce la migliore adesione degli strati senza compromettere la precisione dimensionale in Artefatti di stampa 3D.

Regola l'offset Z e la portata

L'impostazione della giusta distanza di offset Z influisce sullo spessore del primo strato e sulla sua adesione al letto. Viene regolata spostando l'ugello verso l'alto/il basso fino a quando la resistenza della carta è corretta. La portata determina l'azione di alimentazione dell'estrusore. Un'estrusione insufficiente porta alla formazione di spazi vuoti, mentre un'estrusione eccessiva provoca la fuoriuscita di liquido, entrambi riducendo la qualità di stampa. Per calibrare questa impostazione si utilizza la procedura guidata di calibrazione di Slic3r o cubi di prova di dimensioni note.

Calibrare i passi E

I passi E/mm definiscono il rapporto lineare tra l'ingresso del filamento e l'uscita dell'estrusore in una stampante. I valori non corretti degli e step sotto- o sovra-estrudono. La formula utilizza gli avanzamenti gr, misura l'ingresso e l'uscita del filamento per calcolare i nuovi e step. L'alimentazione, la misurazione e il calcolo vengono ripetuti a piccoli passi, fino a quando l'uscita è uguale all'entrata, per ottenere la migliore qualità.

Configurare i motori

Le impostazioni di corrente del driver, microstepping e rotazione del motore nel firmware aiutano gli stepper a muoversi in modo fluido, evitando bande o spostamenti. Testando ogni modifica in modo indipendente, si trovano i valori ottimali per i componenti della stampante. La calibrazione è completa solo dopo aver convalidato tutte le singole modifiche dei parametri attraverso le stampe di prova.

Ottimizzare le impostazioni dell'affettatrice

Altezze dello strato di controllo

L'altezza del layer controlla lo spessore di ogni strato stampato e influisce notevolmente sulla qualità di stampa e sui tempi. L'utilizzo di un'altezza di strato inferiore, pari a 0,1 mm anziché 0,2 mm, porta a una finitura superficiale più liscia, producendo transizioni più sottili e graduali tra gli strati e riducendo la visibilità del gradino visibile sulle facce angolate. Tuttavia, gli strati più piccoli aumentano notevolmente il tempo di stampa. La maggior parte degli slicer consente di regolare con precisione l'impostazione predefinita dell'altezza dello strato per raggiungere l'equilibrio ottimale per ogni stampa.

Aggiungere strutture di supporto

Quando si stampano geometrie sporgenti come i ponti, il materiale non ha nulla sotto di sé su cui costruire. Abilitando la generazione di supporti nello slicer, si evitano questi fallimenti. Due modelli comuni sono i supporti a contatto e quelli senza contatto. I primi si attaccano direttamente alle superfici, mentre i secondi assomigliano a strutture simili a rami. Orientando i modelli in modo strategico, a volte si può eliminare del tutto la necessità di supporti.

Configurare l'infill

Il riempimento determina la densità o la scarsità dell'interno del modello stampato. Il riempimento solido offre la massima resistenza al costo di un utilizzo di materiale e di un tempo di stampa molto più elevato rispetto alle opzioni di riempimento vuoto o meno denso, come quello rettilineo o esagonale. Anche i modelli graduali degli strati influiscono sulla resistenza. L'ottimizzazione richiede di bilanciare i requisiti con i tempi e i costi.

Configurare le pareti

Le pareti costituiscono le superfici esterne visibili del modello. L'aumento del numero di pareti perimetrali migliora la precisione dimensionale e la qualità della superficie, ma allunga i tempi di stampa. Una sola parete perimetrale è sufficiente per i prototipi veloci, mentre i pezzi funzionali complessi necessitano di 2-3 pareti. La larghezza delle linee di parete deve corrispondere al diametro dell'ugello.

Ottimizzare la velocità

La velocità di stampa determina la velocità con cui la testina di stampa si muove e deposita il materiale. Se da un lato le velocità più elevate riducono la durata della stampa, dall'altro possono compromettere la forza di adesione degli strati e introdurre incongruenze come le nervature, se le velocità sono superiori a quelle ottimali. Riduzioni graduali di 5 mm/s forniscono miglioramenti evidenti per individuare i profili di velocità adatti.

Impostazioni del supporto Retune

Le impostazioni personalizzabili, come l'interfaccia/distanza minima tra il supporto e il modello, influiscono sulla facilità di rimozione del supporto dopo la stampa. In alcuni casi, i pilastri di supporto possono essere sufficienti al posto dei punti di contatto dell'interfaccia. La rotazione strategica dei modelli o il posizionamento selettivo possono ridurre del tutto i supporti. Prove multiple accertano le combinazioni di parametri corrette per ogni geometria del pezzo.

Scegliere i materiali ottimali

Pro e contro del PLA

PLA è facile da stampare, non è tossico e produce pezzi precisi, ma ha una minore resistenza al calore e richiede una post-elaborazione per la resistenza. Il PLA è piuttosto fragile quando viene utilizzato senza riempimento. Le linee di strato sono evidenti anche nelle stampe.

Proprietà dell'ABS

L'ABS produce pezzi robusti, resistenti e tolleranti alle temperature e agli urti. I contro sono il maggiore ritiro, la tendenza alla deformazione e i fumi tossici che richiedono una protezione. ABS è più facile da lisciare rispetto al PLA.

Filamenti speciali

I filamenti in fibra di carbonio, legno, flessibili e riempiti di metallo si adattano a prototipi funzionali e a parti per uso finale, a seconda delle esigenze. Possono richiedere ugelli compatibili o impostazioni di temperatura modificate.

Migliorare la finitura della superficie

Stampe 3D di sabbia

La levigatura con carte a grana progressivamente più fine, da P80 a P600, rimuove le linee di strato, gli artefatti e i supporti. Un'accurata carteggiatura a umido riduce al minimo la polvere.

Applichi i primer e le vernici

Segua la levigatura con l'applicazione del primer, che riempie le imperfezioni e accetta meglio le vernici. Vernici acriliche o smalto La finitura della stampa è attraente e nasconde i difetti.

Levigatura chimica

Acetone, diclorometano e detergenti levigano plastiche specifiche come ABS, PETG. È necessario prestare attenzione per evitare che il solvente danneggi o indebolisca le stampe.

Applicare i rivestimenti in resina

Le resine epossidiche rivestono e rinforzano le stampe 3D per ottenere una superficie lucida, impermeabile e rinforzata che nasconde tutti i difetti di stampa.

Provi a lisciare con il calore

Pistole termiche, asciugacapelli e fumi di solventi ammorbidiscono gli strati di plastica che si fondono per ottenere una finitura liscia su ABS e alcuni compositi come nylon/fibra di carbonio. Il controllo è fondamentale per evitare deformazioni.

Conclusione

Calibrando attentamente la sua stampante 3D, ottimizzando le impostazioni dello slicer e utilizzando strutture di supporto e tecniche di finitura superficiale efficaci, può ridurre in modo significativo gli artefatti di stampa. Anche se alcune imperfezioni possono rimanere a causa della natura additiva della stampa 3D, la sperimentazione e la selezione corretta del filamento possono portare a stampe più uniformi e precise. Con il progredire della tecnologia di stampa 3D, la padronanza di queste pratiche fondamentali consente di ottenere stampe funzionali e di alta qualità, che soddisfano le tolleranze di progettazione più strette. Con l'esperienza, anche i principianti possono ottenere risultati paragonabili ai metodi di produzione di precisione come CNC o stampaggio a iniezione.

Domande frequenti

D: Quali impostazioni possono aiutare a minimizzare le linee di livello su geometrie complesse con molte curve e angoli?

R: Le superfici curve e angolate sono più inclini a mostrare linee di livello evidenti. L'utilizzo di altezze di livello adattive, che regolano lo spessore del livello in base alla geometria del modello, può aiutare. Anche gli ugelli più fini, come quelli da 0,2 mm anziché da 0,4 mm, creano strati più uniformi. Rallentare la velocità di stampa, ad esempio a 30 mm/s invece di 60 mm/s, consentirà di avere più tempo per l'incollaggio tra le interfacce. L'attivazione di un'impostazione di maglia fine nello slicer, che aggiunge ulteriori dettagli geometrici, può migliorare anche le curve e gli angoli. Si assicuri sempre di calibrare correttamente anche gli e-step e le velocità di flusso per ottenere un'estrusione coerente.

D: È possibile eliminare completamente la deformazione dalle stampe ABS più grandi?

R: Sebbene la deformazione possa essere spesso ridotta al minimo, evitarla completamente su stampe ABS di grandi dimensioni può risultare difficile, soprattutto senza un involucro. Tuttavia, alcune precauzioni massimizzano il successo. Una zattera sotto il modello fornisce una base stabile. L'utilizzo di un letto di vetro riscaldato fa aderire il primo strato in modo eccezionale. Rallentare il processo di raffreddamento dopo la stampa, includendo una tesa, disattivando le ventole di raffreddamento e aumentando la temperatura del letto al minimo, sono tutti elementi che contribuiscono ad alleviare gradualmente le sollecitazioni. Infine, è fondamentale scegliere una miscela di ABS a bassa deformazione e ottimizzare le temperature e le impostazioni di retrazione. Seguendo queste linee guida si ottengono i risultati più piatti.

D: Quale post-elaborazione è sicura per gli articoli in PLA che entreranno in contatto con gli alimenti?

R: Per le stampe in PLA sicure per gli alimenti, i metodi di post-elaborazione più sicuri sono una leggera levigatura e l'olio minerale per uso alimentare. Il PLA produce di per sé un materiale non tossico, ma alcune finiture possono introdurre contaminanti nel tempo. La carteggiatura ad umido con grane alte come la 2000 evita l'inalazione di resina. L'olio minerale alimentare o l'olio d'oliva formano una barriera traspirante e non lesiva, mantenendo la texture opaca ottenuta con la levigatura. L'acetone, il diclorometano o i rivestimenti in resina polimerizzati con i raggi UV potrebbero trasferire i residui, causando problemi di salute, e sono da evitare per gli articoli che entrano in contatto con alimenti o bevande.