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.