3D Printing | Γιατί οι εκτυπώσεις μου βγαίνουν χάλια και πώς μπορώ να τις διορθώσω;

Με τον τρόπο που διαφημίζονται οι 3D εκτυπωτές, σου δίνεται η εντύπωση ότι με 200 ευρώ θα αποκτήσεις ένα μηχάνημα παραγωγής, το οποίο σου βγάζει άψογα μοντέλα κάθε φορά που το χρησιμοποιείς. Η αλήθεια όμως βρίσκεται στα διάφορα φόρουμ όπου οι ιδιοκτήτες τέτοιων εκτυπωτών παρουσιάζουν τα καθημερινά προβλήματα που μπορούν να προκύψουν στις εκτυπώσεις τους. Όλα έχουν να κάνουν με τη συντήρηση και τις σωστές ρυθμίσεις και σήμερα θα δούμε πώς μπορούμε να αντιμετωπίσουμε τα συνηθέστερα από αυτά τα προβλήματα.

Έχουμε τον δικό μας εκτυπωτή (Creality3D CR-10) σχεδόν δυόμισι χρόνια τώρα και η αλήθεια είναι ότι αντιμετωπίσαμε αρκετά προβλήματα. Η τεράστια πλειοψηφία εξ αυτών έχει να κάνει με το γεγονός ότι δε γνωρίζαμε τα βασικά της 3D εκτύπωσης. Απλά του δίναμε ένα μοντέλο και περιμέναμε να βγει τέλειο, χωρίς να σκεφτούμε βασικές παραμέτρους, όπως οι θερμοκρασίες, τα υποστηρίγματα και η σωστή ρύθμιση στο Cura.

Πριν ξεκινήσουμε την οποιαδήποτε έρευνα σχετικά με το τι πάει στραβά και οι εκτυπώσεις μας δε βγαίνουν όπως θα έπρεπε, πρέπει να σιγουρευτούμε ότι ο εκτυπωτής μας είναι σωστά στημένος. Αυτό σημαίνει ότι οι βίδες του πλαισίου πρέπει να είναι καλά σφιγμένες, η μύτη εκτύπωσης και ο σωλήνας τροφοδοσίας να έχουν καθαριστεί, ενώ και η βάση εκτύπωσης θα πρέπει να είναι καθαρή και στη σωστή απόσταση από τη μύτη (bed level). Αν όλα αυτά είναι εντάξει και τα προβλήματα επιμένουν, τότε αντιμετωπίζουμε το κάθε ένα ανάλογα με τις ακόλουθες περιπτώσεις.

Διαφήμιση

Τα μοντέλα μου ξεκολλάνε από τη βάση εκτύπωσης

Ξεκινώντας από τα βασικά, ένα πολύ συνηθισμένο πρόβλημα προκύπτει όταν το μοντέλο μας ξεκολλάει από τη βάση κατά τη διάρκεια της εκτύπωσης. Αν το αντικείμενό μας ξεκολλήσει και δεν είμαστε εκεί για να σταματήσουμε την εκτύπωση, ο 3D printer μας θα συνεχίσει κανονικά τη διαδικασία και θα δημιουργήσει μία άμορφη μάζα από νήμα, το οποίο φυσικά είναι για πέταμα.

Συνήθως τα μοντέλα φεύγουν από τη θέση τους, γιατί η πρώτη στρώση δεν έχει κολλήσει σωστά στη βάση. Πολλές φορές όμως η μύτη εκτύπωσης είναι αυτή που τα μετακινεί, όταν τα ακουμπάει για να αφήσει την επόμενη στρώση. Αυτό συμβαίνει είτε αν έχει παραμορφωθεί το μοντέλο μας σε κάποιο στάδιο, είτε αν τυπώνουμε πολλά αντικείμενα ταυτόχρονα.

Οι λύσεις: Ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Travel" και ενεργοποιούμε το "Z Hop When Retracted". Με αυτό τον τρόπο η μύτη σηκώνεται ελάχιστα όταν ταξιδεύει από το ένα μοντέλο στο άλλο. Βελτιώνουμε την πρόσφυση στη βάση εκτύπωσης βάζοντας κόλα στικ ή λακ για τα μαλλιά ή οποιοδήποτε ειδικό υλικό υπάρχει για αυτή την περίπτωση. Αυτό που θέλουμε στην ουσία να κάνουμε δεν είναι να βάλουμε μία κολλητική ουσία στη βάση, αλλά να δημιουργήσουμε μία σαγρέ επιφάνεια, κάτι που γίνεται τέλεια με μία παχιά στρώση κόλας στικ.

Τα μοντέλα μου λυγίζουν ή σπάνε εύκολα 

Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες τα μοντέλα μας είναι τόσο λεπτεπίλεπτα, που λυγίζουν ή σπάνε εύκολα. Αυτό πολλές φορές οφείλεται στο "γέμισμα" (infill), μία ρύθμιση του Cura η οποία μας επιτρέπει να κάνουμε οικονομία στο νήμα μας. Για να κάνουμε λοιπόν τα αντικείμενά μας πιο συμπαγή και σταθερά, μπορούμε πολύ απλά να αυξήσουμε το "γέμισμα".

Η λύση: Ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Infill" και αυξάνουμε το "Infill Density" σε ποσοστό άνω του 50%. Αν οι επιφάνειες του μοντέλου μας είναι πολύ λεπτές, μπορούμε να το φτάσουμε ακόμη και στο 100%.

Οι στρώσεις στα μοντέλα μου είναι πολύ εμφανείς

Αν τα μοντέλα μας βγαίνουν με πολύ εμφανείς στρώσεις, πρέπει να αυξήσουμε την ποιότητα στο Cura. Αυτό γίνεται μειώνοντας το ύψος της κάθε στρώσης υλικού που αφήνει η μύτη σε κάθε πέρασμα, κάτι που μας προσφέρει σαφώς καλύτερα αποτελέσματα, αλλά η εκτύπωσή μας παίρνει περισσότερο χρόνο για να τελειώσει. Η "κακή" ποιότητα όμως δεν είναι τελείως άχρηστη σαν επιλογή. Την προτιμάμε όταν θέλουμε να τυπώσουμε γρήγορα ένα αντικείμενο, για να τσεκάρουμε να το 3D σχέδιο είναι σωστά φτιαγμένο.

Η λύση: Ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Quality" και ρυθμίζουμε το "Layer height" σε όσο το δυνατόν μικρότερη τιμή.

Διαφήμιση

Οι στρώσεις στο αντικείμενο δεν έχουν το ίδιο πάχος ή αφήνουν κενά ή δεν είναι ίσιες

Όταν οι στρώσεις μας δε βγαίνουν ομοιόμορφες, το πιθανότερο είναι ότι δεν υπάρχει αρκετός χρόνος για να κρυώσουν και να σταθεροποιηθούν. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι όταν εκτυπώνουμε, το πλαστικό νήμα γίνεται ρευστό. Για να κάτσει λοιπόν σωστά η επόμενη στρώση από πάνω, πρέπει να δώσουμε λίγο χρόνο στο μοντέλο μας να κρυώσει.

Η κάθε στρώση χρειάζεται περίπου 15 με 20 δευτερόλεπτα για να κρυώσει, οπότε αν τυπώνουμε ένα πολύ μικρό αντικείμενο, υπάρχει ο κίνδυνος να περάσει η μύτη εκτύπωσης από το ίδιο σημείο σε λιγότερο χρόνο από αυτόν. Τι κάνουμε λοιπόν; Μειώνουμε την ταχύτητα κίνησης της μύτης για το συγκεκριμένο αντικείμενο.

Η λύση: Ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Speed" και μειώνουμε την τιμή του "Print Speed". Αν αυτό δε λειτουργήσει υπάρχει περίπτωση το νήμα να ζεσταίνεται υπερβολικά από τη μύτη κι έτσι να χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να κρυώσει. Δοκιμάζουμε λοιπόν να τυπώσουμε με μικρότερη θερμοκρασία μύτης.

Η λύση: Ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Material" και μειώνουμε την τιμή του "Printing Temperature". Εδώ πρέπει να υπολογίσουμε και το υλικό που χρησιμοποιούμε, δηλαδή άλλη τιμή θα έχει το PLA και άλλη το ABS, οπότε διαφορετική θα είναι και η μείωση.

Τα μοντέλα μου έχουν πολλές "τρίχες" (stringing)

Σε πολλές περιπτώσεις μπορεί το μοντέλο μας να ολοκληρωθεί με επιτυχία, αλλά θα δούμε ότι υπάρχουν πολλές... "τρίχες" επάνω του! Αυτό συμβαίνει όταν η μύτη ταξιδεύει από το ένα σημείο στο άλλο (συνήθως όταν τελειώνει τη μία στρώση και πηγαίνει στην αρχή για να ξεκινήσει την επόμενη), αφήνοντας υλικό ενώ κανονικά δε θα έπρεπε. Για την αποφυγή αυτού του προβλήματος λοιπόν, υπάρχει η ρύθμιση του "Retraction", με την οποία μπορούμε να ρυθμίσουμε τη μύτη να τραβάει λίγο προς τα μέσα το υλικό μας. Εδώ μπορούμε να ορίσουμε το "Distance", δηλαδή πόσο βαθιά θέλουμε να τραβάει η μύτη το νήμα και το "Speed" δηλαδή πόσο γρήγορα θέλουμε να γίνεται αυτό.

Η λύση: Ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Material" και ενεργοποιούμε το "Enable Retraction". Δοκιμάζουμε να τυπώσουμε ένα μοντέλο και αν το πρόβλημα επιμένει, αυξάνουμε το "Retraction Distance" και το "Retraction Speed".

Κατά την εκτύπωση οι γωνίες του μοντέλου μου σηκώνονται από τη βάση (warping)

Μας έχει συμβεί επίσης πολλές φορές ένα μοντέλο να σηκώνεται σε κάποια από τις γωνίες κατά τη διάρκεια της εκτύπωσης. Αυτό μπορεί να καταστρέψει όλη την εκτύπωση, γιατί κάθε φορά που θα περνάει η μύτη από το ανασηκωμένο σημείο, θα ακουμπάει το μοντέλο μας και είτε θα του προκαλέσει ζημιά, είτε θα το ξεκολλήσει από τη βάση.

Το παραπάνω πρόβλημα οφείλεται κυρίως στη θερμοκρασία. Μπορεί η βάση εκτύπωσης να μη ζεσταίνεται ομοιόμορφα ή να μην έχει ζεσταθεί ακόμη στο συγκεκριμένο σημείο που υπάρχει η παραμόρφωση. Το warping συμβαίνει επίσης από τα ρεύματα αέρα, αν έχουμε κάποιο ανοιχτό παράθυρο, ανεμιστήρα ή αν ανοιγοκλείνουμε συνέχεια την πόρτα στο χώρο. Τέλος μπορεί απλά να μην έχει κολλήσει η πρώτη στρώση στο συγκεκριμένο σημείο.

Οι λύσεις: Ζεσταίνουμε προκαταβολικά τη βάση εκτύπωσης για κανένα πεντάλεπτο. Κλείνουμε πόρτες και παράθυρα για να αποκλείσουμε τα ρεύματα αέρα. Ανανεώνουμε την κόλλα στη βάση εκτύπωσης. Τυπώνουμε το μοντέλο μας ενεργοποιώντας το "Brim", το οποίο προσθέτει ένα περιμετρικό χείλος στη βάση του μοντέλου, που κρατάει τις πλευρές και τις γωνίες του κολλημένες. Αυτό γίνεται στο Cura πηγαίνοντας στο "Build Plate Adhesion" και επιλέγοντας "Brim".

Τα μοντέλα μου έχουν τρύπες και μοιάζουν με "σφουγάρι" (spongy)

Σε κάποιες περιπτώσεις ενώ τα μοντέλα μας θα έπρεπε να είναι λεία και καθαρά, μπορεί να βγουν με κενά ή τρύπες που θυμίζουν ένα... σφουγγάρι. Αυτό συμβαίνει όταν η τροφοδοσία του νήματος δεν είναι μικρότερη από όση θα έπρεπε και οφείλεται στην κακή συντήρηση, τις λανθασμένες ρυθμίσεις ή το προβληματικό νήμα.

Οι λύσεις: Καθαρίζουμε το σωλήνα τροφοδοσίας και τη μύτη εκτύπωσης (υπάρχει και ειδικό νήμα για αυτή τη διαδικασία που λέγεται floss filament). Δοκιμάζουμε ένα άλλο νήμα για να δούμε αν το πρόβλημα επιμένει. Τσεκάρουμε αν λειτουργεί σωστά η τροχαλία που σπρώχνει το νήμα στο σωλήνα. Τέλος ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Materials" και αυξάνουμε την τιμή του "Flow" κατά 5-10%. Αυτό θα αυξήσει και την έξοδο του νήματος κατά την εκτύπωση.

Τα μοντέλα μου έχουν κενά στο επάνω μέρος ή στις τελευταίες στρώσεις (pillowing)

Υπάρχουν κάποιες περιπτώσεις στις οποίες το αντικείμενό μας έχει ατέλειες και κενά στις τελευταίες στρώσεις. Αυτό συνήθως συμβαίνει όταν η κορυφή του μοντέλου μας είναι σφαιρική ή σε σχήμα τρούλου και οφείλεται στην έλλειψη υποστηριγμάτων ή στο μικρό γέμισμα (infill) του μοντέλου. Από τη μία δηλαδή το νήμα δεν έχει κάπου να σταθεί στην κορυφή, γιατί από κάτω είναι κενό, ενώ από την άλλη το πάχος των τοιχωμάτων που έχουμε ορίσει είναι πολύ μικρό για να γεμίσει με το υλικό μας.

Οι λύσεις: Για τα υποστηρίγματα ανοίγουμε το Cura, πηγαίνουμε στο "Support" και ενεργοποιούμε το "Generate Support". Για να αυξήσουμε το γέμισμα πηγαίνουμε στο "Infill" και αυξάνουμε το "Infill Density", συνήθως πάνω από το 30%.

Τα μοντέλα μου έχουν μικρές μπίλιες σε όλη την επιφάνειά τους (blobs)

Αντίστροφα της προηγούμενης περίπτωσης, μπορεί τα μοντέλα μας να έχουν περισσότερο υλικό από όσο θα έπρεπε και έτσι να δημιουργούνται μικρές μπίλιες στις επιφάνειές τους. Εδώ το πρόβλημά είναι ότι η μύτη βγάζει περισσότερο νήμα από όσο θα έπρεπε και αν δεν έχουμε αυξήσει υπερβολικά τις θερμοκρασίες ή το "Flow", αυτό συνήθως οφείλεται στο ίδιο το νήμα. Είτε λοιπόν είναι κακής ποιότητας, δεν έχει δηλαδή τη ίδια διάμετρο σε όλο του το μήκος, είτε έχουμε επιλέξει νήμα μεγαλύτερης διαμέτρου από την κεφαλή που χρησιμοποιούμε στη μύτη του εκτυπωτή.

Οι λύσεις: Δοκιμάζουμε άλλο νήμα ή άλλη κεφαλή. Ενεργοποιούμε ή αυξάνουμε το "Retraction", που βρίσκεται κάτω από το "Material" στο Cura.

Εν κατακλείδι

Όλα τα παραπάνω βέβαια δεν είναι η καθημερινότητα της 3D εκτύπωσης. Δεν παλεύεις δηλαδή με προβλήματα και δοκιμές που σου ξοδεύουν άσκοπα το νήμα. Πέρα από την καλή συντήρηση υπάρχουν κάποιοι βασικοί κανόνες που αν τους ακολουθήσουμε όλα σχεδόν τα μοντέλα μας θα βγαίνουν τέλεια και αυτοί είναι οι εξής:

1. Τυπώνουμε σε αργή ταχύτητα και με ποιότητα κοντά στο 0.1mm.
2. Βάζουμε πολλά αντικείμενα ταυτόχρονα για να υπάρχει χρόνος να κρυώσουν.
3. Ενεργοποιούμε το "Z Hop", το "Brim" και το "Generate Support" για να προστατεύσουμε το μοντέλο μας κατά την εκτύπωση.