3D Printing artefacten repareren voor soepelere, nauwkeurige afdrukken

Ontdek effectieve technieken om 3D printartefacten zoals laaglijnen, kromtrekken en delaminatie te minimaliseren. Leer kalibratietips, slicerinstellingen en nabewerkingsmethoden om hoogwaardige, nauwkeurige prints met een gladde afwerking te maken. Krijg uw vaardigheden op het gebied van 3D Printing Artifacts vandaag nog onder de knie.

Artefacten van 3D afdrukken repareren: Hoe u gladdere en nauwkeurigere afdrukken krijgt

Dit artikel behandelt de belangrijkste onderwerpen om de kwaliteit van 3D printartefacten te verbeteren. Het bespreekt veelvoorkomende 3D printartefacten zoals laaglijnen, Z-banding, blobs, kromtrekken, delaminatie en ruwe oppervlakken. Het behandelt ook printerkalibratie, optimalisatie van slicerinstellingen en materiaalselectie (PLA vs. ABS). Technieken voor het verbeteren van de oppervlakteafwerking, waaronder schuren, chemisch gladmaken en harscoatings, worden onderzocht. De conclusie biedt best practices voor het verminderen van artefacten en het verbeteren van de 3D-printkwaliteit. De FAQ's behandelen problemen zoals het minimaliseren van laaglijnen, het voorkomen van kromtrekken en een veilige nabewerking voor PLA-onderdelen die in contact komen met voedingsmiddelen, waardoor u verzekerd bent van soepele afdrukken van hoge kwaliteit.

Met 3D-printen kunnen digitale ontwerpen snel worden omgezet in fysieke objecten, maar veelvoorkomende artefacten zoals laaglijnen, kromtrekken en delaminatie kunnen de printkwaliteit beïnvloeden. Hoewel deze 3D afdrukken artefacten onvermijdelijk zijn vanwege het laag-voor-laag proces, kan de ernst ervan geminimaliseerd worden met de juiste kalibratie, slicerinstellingen, materiaalselectie en nabewerkingstechnieken zoals schuren en primen. In dit artikel worden strategieën beschreven om 3D printartefacten te verminderen, zodat prints voor ontwerp- en productietoepassingen vloeiender en nauwkeuriger worden. Met aandacht voor detail bij kalibratie en optimalisatie kunnen gebruikers van 3D printen het volledige potentieel van de technologie benutten.

De interesse in "3D-printartefacten" is sinds 2017 gestaag gegroeid, wat de toenemende bekendheid van additieve productie in zowel de industrie als de consumentensector weerspiegelt. De zoekopdrachten naar "3D-printkwaliteit" zijn de afgelopen tien jaar stabiel gebleven, wat aangeeft dat het een aanhoudend punt van zorg is. In januari 2023 steeg het aantal zoekopdrachten naar "defecten in 3D-print repareren", wat duidt op een hernieuwde focus op het verbeteren van 3D-printvaardigheden. De Verenigde Staten, China en Duitsland voeren de lijst aan van zoekopdrachten naar het minimaliseren van 3D-printlijnen, wat hun rol in de vooruitgang van 3D-printtechnologie benadrukt. Naarmate 3D printen zich verder ontwikkelt, blijft het optimaliseren van artefacten en kwaliteit cruciaal voor bredere toepassingen.

Soorten 3D Printing artefacten

Lagen

Veroorzaakt door het laag voor laag afdrukproces. Duidelijker op gebogen oppervlakken. Geminimaliseerd met fijnere laaghoogten, adaptieve laagfunctie en lagere afdruktemperaturen voor grote afdrukken.

Z-banding

Ook wel ribbels genoemd. Als gevolg van ongelijke druk op z-schroef door loszittende fittingen of verkeerd uitgelijnde z-motor. Te verhelpen door schroefverbindingen vast te draaien, tegen de wijzers van de klok in draaiende moeren te gebruiken, de z-as uit te lijnen en indien nodig de z-schroef bij te stellen.

Klontjes en puistjes

Willekeurige klodders op anders vlakke oppervlakken door temperatuur-, terugtrek- of koelingsproblemen. Verminderd door het optimaliseren van temperaturen, terugtrekafstanden, snelheden en het goed koelen van onderdelen.

Scheeftrekken

Treedt op als het materiaal krimpt bij het afkoelen. Leidt tot het optillen van hoeken/randen van het bed. Geminimaliseerd door het gebruik van opbouwlijm, omhulling en het optimaliseren van de temperatuur/retractie-instellingen.

Delaminatie

Scheiding van lagen veroorzaakt door ongelijke druk op bedrukte lagen of door vocht geïnduceerd borrelen. Te verhelpen door de bedhechting te verbeteren, filamenten te drogen, wandlijnen te vergroten, te vullen en tussen lagen te koelen.

Ruwe oppervlakken

Als gevolg van onjuiste stapeling van afzonderlijke lijnen of fouten zoals olifantenpoot. Gladder gemaakt met fijnere laaghoogten, lagere temperaturen, juiste kalibratie van de stroom en nabewerking.

Uw 3D Printer kalibreren

Het bouwplatform nivelleren

Het bouwplatform moet perfect genivelleerd worden voor een gelijkmatige hechting van de eerste laag. Dit wordt gedaan met behulp van een papier/voelermaatmethode waarbij een vel tussen de bewegende spuitmond en het bed wordt geschoven. De offsets worden aangepast tot de juiste weerstand wordt gevoeld wanneer het vel wordt bewogen. Dit proces wordt op alle afstelpunten herhaald en er worden enkele testafdrukken gemaakt om de vlakheid van het platform te controleren.

Temperatuurinstellingen afstemmen

3D Printing artefacten worden sterk beïnvloed door de temperatuur van de spuitmond en het bed. De temperatuur van de spuitmondjes heeft invloed op de hechting van lagen, terwijl de bedtemperatuur invloed heeft op het kromtrekken en de hechting van het bed. PLA print het best bij 180-210°C, terwijl ABS 230-250°C vereist. Verwarmde bedden moeten worden ingesteld op 50-60°C voor PLA en 70-100°C voor ABS. De temperatuur wordt gekalibreerd door verschillende combinaties voor het gebruikte materiaal te testen en de optimale combinatie te kiezen die de beste laaghechting oplevert zonder afbreuk te doen aan de maatnauwkeurigheid in 3D Printing Artifacts.

Z-offset en stroomsnelheid aanpassen

Het instellen van de juiste Z-offsetafstand beïnvloedt de dikte van de eerste laag en de hechting ervan op het bed. Dit wordt aangepast door de spuitmond omhoog/omlaag te bewegen tot de papierweerstand goed aanvoelt. De stroomsnelheid dicteert de voedingsactie van de extruder. Te weinig extrusie leidt tot kieren, te veel extrusie veroorzaakt lekkage, beide verminderen de afdrukkwaliteit. De kalibratiewizard van Slic3r of testblokjes van bekende afmetingen worden gebruikt om deze instelling te kalibreren.

E-stappen kalibreren

E-stappen/mm definiëren de lineaire relatie tussen de filamentinvoer en de extruderuitvoer in een printer. Onjuiste e-stapwaarden onder- of overextruderen. De formule gebruikt gr feeds, meet de filamentinvoer en -uitvoer om nieuwe e-stappen te berekenen. Aanvoeren, meten, berekenen wordt in kleine stapjes herhaald tot uitvoer = invoer, wat de beste kwaliteit oplevert.

Motoren configureren

De instellingen voor driverstroom, microstappen en motorrotatie in de firmware zorgen ervoor dat de steppers soepel bewegen zonder banding of verschuivingen. Door elke wijziging onafhankelijk te testen, worden optimale waarden voor printeronderdelen gevonden. De kalibratie is pas voltooid nadat alle individuele parameterwijzigingen door middel van testafdrukken zijn gevalideerd.

Snij-instellingen optimaliseren

Hoogtes besturingslaag

De laagdikte bepaalt de dikte van elke afdruklaag en heeft een grote invloed op de afdrukkwaliteit en -tijd. Het gebruik van een kleinere laagdikte van 0,1 mm in plaats van 0,2 mm leidt tot een gladder oppervlak door dunnere, meer geleidelijke overgangen tussen lagen te produceren en de zichtbaarheid van zichtbare traptreden op schuine vlakken te verminderen. Kleinere lagen verlengen de afdruktijd echter aanzienlijk. Bij de meeste slicers kunt u de standaardinstelling voor de laaghoogte fijnafstellen om de optimale balans voor elke afdruk te bereiken.

Ondersteunende structuren toevoegen

Bij het 3D-printen van overhangende geometrieën zoals bruggen, heeft het materiaal niets om op te bouwen. Door het genereren van ondersteuning in de snijplotter in te schakelen, voorkomt u dergelijke fouten. Twee veel voorkomende patronen zijn contact- en contactloze steunen. De eerste kleven direct aan oppervlakken, terwijl de laatste op takachtige structuren lijken. Door modellen strategisch te oriënteren, kunt u soms de noodzaak voor ondersteuningen helemaal wegnemen.

Infill configureren

De vulling bepaalt hoe dicht of dun de binnenkant van het geprinte model is. Volle vulling biedt maximale sterkte ten koste van veel hoger materiaalgebruik en printtijd in vergelijking met holle of minder dichte vullingsopties zoals rechtlijnig of zeshoekig. Geleidelijke laagpatronen hebben ook invloed op de sterkte. Optimalisatie vereist het afwegen van vereisten tegen tijd en kosten.

Wanden configureren

De wanden vormen de buitenste zichtbare oppervlakken van het model. Het verhogen van het aantal perimeterwanden verbetert de maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit, maar verlengt de printtijd. Een enkele wandomtrek volstaat voor snelle prototype-onderdelen, terwijl complexe functionele onderdelen 2-3 wanden nodig hebben. De breedte van de wandlijn moet overeenkomen met de diameter van de spuitmond.

Snelheid optimaliseren

De printsnelheid bepaalt hoe snel de printkop beweegt en materiaal aanbrengt. Hoewel hogere snelheden de printduur verkorten, kunnen ze de hechting van lagen in gevaar brengen en inconsistenties zoals ribbels introduceren als de snelheid hoger is dan optimaal. Geleidelijke verlagingen met 5 mm/s bieden duidelijke verbeteringen om geschikte snelheidsprofielen te bepalen.

Instellingen voor ondersteuning opnieuw afstemmen

Aanpasbare instellingen zoals interface/afstand tussen steun en model beïnvloeden het gemak van het verwijderen van de steun na het afdrukken. In sommige gevallen kunnen steunpilaren volstaan in plaats van interfacing contactpunten. Strategisch roteren van modellen of selectieve plaatsing kan steunen helemaal weglaten. Meerdere proeven bepalen de juiste parametercombinaties voor elke onderdeelgeometrie.

Optimale materialen kiezen

Voor- en nadelen van PLA

PLA is gemakkelijk te printen, niet giftig en produceert nauwkeurige onderdelen, maar heeft een lagere hittebestendigheid waardoor nabewerking nodig is voor sterkte. PLA is vrij bros als het zonder infill wordt gebruikt. Op afdrukken zijn ook duidelijke laaglijnen te zien.

ABS Eigenschappen

ABS produceert sterke, sterke onderdelen die bestand zijn tegen temperaturen en schokken. Nadelen zijn de hogere krimp, de neiging tot kromtrekken en giftige dampen die omhulling vereisen. ABS is gemakkelijker glad te strijken dan PLA.

Speciale filamenten

Koolstofvezel-, hout-, flexibele en metaalgevulde filamenten zijn geschikt voor functionele prototypes en onderdelen voor eindgebruik, afhankelijk van de behoefte. Ze kunnen compatibele spuitmonden of aangepaste temperatuurinstellingen vereisen.

Oppervlakteafwerking verbeteren

Zand 3D Afdrukken

Schuren met schuurpapier met een steeds fijnere korrel, zoals P80 tot P600, verwijdert laaglijnen, artefacten en steunen. Zorgvuldig nat schuren minimaliseert stof.

Primers en verven aanbrengen

Volg het schuren op met het aanbrengen van een primer die onvolkomenheden opvult en verf beter accepteert. Acryl- of lakverf afwerking drukt aantrekkelijk af en verbergt gebreken.

Chemisch gladmaken

Aceton, dichloormethaan en reinigingsmiddelen maken specifieke kunststoffen zoals ABS, PETG glad. Voorzichtigheid is geboden om te voorkomen dat het oplosmiddel de afdrukken beschadigt of verzwakt.

Harscoatings aanbrengen

Epoxyharsen bedekken en versterken 3D-prints voor een glanzend, ondoordringbaar en versterkt oppervlak dat alle printfouten verbergt.

Probeer warmte glad te strijken

Warmtepistolen, haardrogers en dampen van oplosmiddelen verzachten kunststoflagen die samensmelten voor een gladde afwerking op ABS en bepaalde composieten zoals nylon/koolstofvezel. Controle is essentieel om vervorming te voorkomen.

Conclusie

Door uw 3D printer zorgvuldig te kalibreren, de slicerinstellingen te optimaliseren en effectieve ondersteuningsstructuren en oppervlakteafwerkingstechnieken te gebruiken, kunt u printartefacten aanzienlijk verminderen. Hoewel sommige onvolkomenheden kunnen blijven bestaan vanwege de additieve aard van 3D printen, kunnen experimenteren en de juiste filamentkeuze leiden tot soepelere, nauwkeurigere prints. Naarmate de 3D printtechnologie voortschrijdt, zorgt het beheersen van deze basisprincipes voor hoogwaardige, functionele prints die voldoen aan strakke ontwerptoleranties. Met ervaring kunnen zelfs beginners resultaten behalen die vergelijkbaar zijn met precisieproductiemethoden zoals CNC of spuitgieten.

FAQs

V: Welke instellingen zouden helpen om laaglijnen op complexe geometrieën met veel krommingen en hoeken te minimaliseren?

A: Gebogen en schuine oppervlakken vertonen eerder merkbare laaglijnen. Het gebruik van adaptieve laaghoogtes die de laagdikte aanpassen op basis van de geometrie van een model kan helpen. Fijnere spuitmondjes zoals 0,2 mm in plaats van 0,4 mm zorgen ook voor gladdere lagen. Door de printsnelheid te verlagen, bijvoorbeeld naar 30mm/s in plaats van 60mm/s, krijgt u meer tijd voor het hechten tussen de interfaces. Het inschakelen van een fijne mesh-instelling in de slicer die extra geometrische details toevoegt, kan ook rondingen en hoeken verbeteren. Zorg er ook altijd voor dat u de e-stappen en stroomsnelheden correct kalibreert voor een consistente extrusie.

V: Is het mogelijk om het kromtrekken van grotere ABS-afdrukken volledig te elimineren?

A: Hoewel kromtrekken vaak tot een minimum kan worden beperkt, kan het bij grotere ABS-prints moeilijk zijn om het volledig te voorkomen, vooral zonder behuizing. Bepaalde voorzorgsmaatregelen zorgen echter voor maximaal succes. Een vlot onder het model zorgt voor een stabiele basis. Het gebruik van een verwarmd glasbed hecht de eerste laag uitzonderlijk goed. Het afkoelproces na het afdrukken vertragen door een rand toe te voegen, de koelventilatoren uit te schakelen en de temperatuur van het stationaire bed te verhogen helpen allemaal om de spanningen geleidelijk te verlichten. Tot slot is het belangrijk om een ABS-mengsel met een lage kromming te kiezen en de temperaturen en terugtrekinstellingen te optimaliseren. Als u deze richtlijnen volgt, krijgt u de meest vlakke resultaten.

V: Welke nabewerking is veilig voor PLA-producten die in contact komen met voedsel?

A: Voor voedselveilige PLA-afdrukken zijn de veiligste nabewerkingsmethoden licht schuren en voedselveilige minerale olie. PLA produceert zelf een niet-giftig materiaal, maar sommige afwerkingen kunnen na verloop van tijd verontreinigingen introduceren. Nat schuren met een hoge korrel zoals 2000 voorkomt het inademen van hars. Voor levensmiddelen geschikte minerale olie of olijfolie vormt een ademende, niet-uitlogende barrière die de matte textuur die door het schuren is verkregen, handhaaft. Aceton, dichloormethaan of UV-geharde harscoatings kunnen residuen overbrengen die gezondheidsrisico's met zich meebrengen en worden best vermeden voor voorwerpen die in contact komen met voedsel of drank.