Drukarka 3D – 10 sposobów na zadowolenie z użytkowania

Drukarka Ultimaker 5S
Drukarka Ultimaker 5S

Drukarka 3D może być źródłem radości z udanych wydruków, czasem jednak nieudane wydruki stają się źródłem frustracji. Dzisiaj chciałbym zaprezentować 10 elementów, które mają wpływ na jakość wydruku. Adhezja, kalibracja ekstrudera, odpowiednie oprogramowanie czy chłodzenie wydruku to główne elementy pomagające nam uzyskać lepszy wydruk. 

1. Drukarka 3D – ekstruder i jego kalibracja

E3D Titan Extruder - ekstruder filamentu . Drukarka 3D - ekstruder.
Ekstruder Titan – jego kalibracja jest niezbędna do uzyskania idealnych wydruków

Kalibrację kroków ekstrudera opisywałem już we wpisie Drukarka 3D – ekstruder i jego kalibracja. Odpowiednie ustawienie ilości podawanego filamentu jest kluczowe dla uzyskania wydruku. Zbyt duża ilość plastiku podana przez dyszę spowoduje, że wydruki będą wyglądać źle. Wydruki stracą na swojej jakości, wymiary wydruków nie będą odpowiadały tym, które powinny zostać osiągnięte.  Zbyt mało filamentu i wydruki przypominać będą gąbkę albo ser szwajcarski, nie zapewniając żadnej wytrzymałości mechanicznej. 

2. Poprawne ustawienie pierwszej warstwy

Drukarka 3D - optymalne ustawienie pierwszej warstwy
Drukarka 3D – optymalne ustawienie pierwszej warstwy

Gdy ekstruder będzie wypluwał idealną ilość plastiku, zadbać należy, żeby pierwsza warstwa druku była idealnie ułożona na stole. Gdy wprasujemy ją w stół zbyt mocno, ekstruder zacznie gubić kroki, a my stracimy wymiary zakładanego wydruku. Zbyt wysokie ułożenie pierwszej warstwy druku spowoduje zaś bardzo słabe przyleganie do stołu, co finalnie może sprawić, że krawędzie wydruku zaczną się podwijać i w skrajnej sytuacji cały wydruk zostanie uszkodzony. Jak więc powinna wyglądać pierwsza warstwa? Pokazałem to na obrazku powyżej – kiedy dysza jest za wysoko, kiedy za nisko a kiedy jest dokładnie w odpowiednim miejscu.

Jak ją ustawiać? Osobiście używam szczelinomierza, wybierając listek 0.1 mm (grubość kartki papieru). Wiele drukarek posiada również systemy automatycznego ustawienia wysokości dyszy, Kolejną przydatną opcją jest ustawienie Z-offsetu w trakcie druku pierwszej warstwy co pozwala na osiągnięcie idealnego odstępu dyszy od stołu. Jeżeli całkowicie nie uda nam się ustawić stołu, bo może być on nieidealnie płaski – wtedy czujnik położenia dyszy wraz z Mesh Bed Levelingiem rozwiąże problem.

3. Dobór środków adhezyjnych

Nie drukujcie PET-G na czystym szkle, bo z wydrukiem zabierzecie jego kawałki

Kup szybę/lustro i Twoje problemy magicznie się rozwiążą – jak często na grupach poświęconych drukowi 3D spotkaliśmy się z taką odpowiedzią? Czy kawałek szklanej szyby położonej na stole rozwiąże problemy z przywieraniem wydruków do stołu? Owszem, pomaga przy nierównych powierzchniach, całkiem dobrze kleją się do niego materiały (czasem aż za dobrze, co powoduje dziurę w samym szkle). 

Od początku RepRapów użytkownicy eksperymentowali z różnymi podkładami adhezyjnymi: szkło smarowane klejem PVA, taśma malarska, taśma kaptonowa, sok z ABS, lakiery do włosów, żele do włosów w sprayu (Hegron, Dimafix, etc.),BuildTak, AnyCubic Ultrabase. Pewnego dnia nastał czas stalowej blachy, napylanej PEI bądź naklejonej nań folii PEI. Blacha ta nakładana jest na stół pokryty magnesami. Co dało nam to rozwiązanie? Cóż, przede wszystkim nie musimy już używać szpatułek, klipsów biurowych i innych rozwiązań, aby utrzymać na stole szkło, a następnie oderwać wydruk od powierzchni. W mojej opinii jest to najlepsze rozwiązanie, dostępne obecnie na rynku. 

Jak widać, rozwiązań dostępnych na rynku jest cała masa. Wybierając jedno dla siebie należy wziąć głównie pod uwagę łatwość użycia, łatwość ściągania wydruków ze stołu roboczego i wytrzymałość – proszę tylko, pamiętajcie, że szkło nie jest rozwiązaniem wszystkich problemów!

PLA przyklei się bez problemu do wszystkiego, więc każda z wymienionych metod zadziała. 
PET-G powinno posiadać warstwę izolacyjną pomiędzy powierzchnią stołu a wydrukiem, aby uniknąć zniszczenia powierzchni roboczej.
ABS wymaga natomiast, aby powierzchnia robocza kleiła się bardzo mocno i pozwoliła materiałowi dobrze przywrzeć do stołu. Wskazane są tutaj środki chemiczne, takie jak sok z ABS (mieszanka Acetonu z rozpuszczonym ABSem), lakier albo żel do włosów, bądź dedykowany środek adhezyjny. 

4. Jakiej firmy filament kupić na początek i jak go przystosować do swojej drukarki?

Drukarka 3D - filament
Filamenty do drukarek 3D mogą mieć bardo różne kolory i dodatki

Dostępnych filamentów na rynku jest przeszło 100 rodzajów. Każdy z producentów stara się zrobić taką mieszankę polimerów, aby uzyskać filament najlepszej jakości, zachowujący jak najlepsze parametry. Podstawowymi filamentami używanymi w domowych drukarkach 3D są PLA, PET-G, ABS, TPU, ASA, HIPS i Nylon. 

Na polskim rynku firm produkujących filamenty jest kilkanaście, z własnego doświadczenia mogę polecić filamenty takich firm jak Spectrum, Print-Me, Plast-spaw, Zadar. Dobrymi i często polecanymi filamentami są również te od Devil Design czy Fiberology. Zanim zakupimy jakiś filament, warto poszukać opinii użytkowników. Tylko naprawdę, poszukajcie, a nie zadawajcie po raz tysięczny tego samego pytania.   Filamenty różnią się między sobą, nawet w obrębie jednego producenta. Dlatego nie ma jednej uniwersalnej odpowiedzi, jaki filament wybrać.

Niezależnie od tego, jaki filament wybierzemy, warto dla każdej posiadanej szpuli wydrukować wieżę temperatur. Pozwoli ona ocenić, w jakiej temperaturze dany filament będzie drukował się najlepiej. Dobrym rozwiązaniem jest zapisanie tego na szpuli, albo zrobienie osobnych profili w Slicerze dla każdej z posiadanych szpul. 

Każda Drukarka 3D potrzebuje odpowiednich ustawień, aby materiał dobrze płynął., Jednym z nich jest temperatura
Wieża temperatur dostępna na Thingiverse

Na temat filamentów przygotowuję osobny artykuł, w którym opiszę poszczególne rodzaje filamentów i ich właściwości, ale warto pamiętać o tych krokach, aby każdy z filamentów był przetestowany z posiadaną drukarką i parametry druku były dobrane do konkretnej szpuli. 

5. Drukarka 3D – Zdalne zarządzanie wydrukami i podgląd wydruku

OctoPrint

Włączenie wydruku z poziomu telefonu komórkowego? Powiadomienie SMSem, kiedy wydruk się skończy? Automatyczne tworzenie timelapsów? Możliwość podglądu wydruku, gdy siedzimy w pracy? Przerwanie wydruku, kiedy widzimy, że się nie udał, a jesteśmy akurat na spacerze? To wszystko jest możliwe dzięki OctoPrint! Ten kombajn, działający na Raspberry PI, dowolnym komputerze z Windowsem i Linuxem, pozwala na zwiększenie możliwości drukarek 3D. Dzięki olbrzymiej społeczności skupionej wokół projektu powstało milion wtyczek pozwalających na zarządzanie drukarką z pomocą aplikacji mobilnych lub przeglądarki internetowej. Na temat OctoPrinta powstanie osobny wpis i pokażę wówczas wszystkie możliwości tego narzędzia. 

6. Drukarka 3D – wyciszanie 

Drukarka 3D – najgłośniejsze są wentylatory oraz silniki

Drukarka 3D zawiera w sobie kilka elementów, które odpowiadają za generowany przez nią hałas. Zasilacz, hotend, płyta główna oraz dysza posiadają wentylatory, które dość często są mocno hałaśliwe. Niestety w tym przypadku najlepszą rzeczą, jaką możemy uczynić jest wymiana ich na cichsze, nierzadko również wydajniejsze. Jeżeli chodzi o ciszę, najlepsze są zdecydowanie produkty firmy Noctua, niedaleko za nimi są wentylatory Sunona czy Delty. Niezależnie od tego, jakiego producenta wentylatory wybierzemy, ważne jest, aby posiadały wewnętrzne łożyskowanie, co pozwoli na cichszą oraz bardziej bezawaryjną pracę.

Kolejnym elementem generującym hałas są silniki krokowe, napędzające osie drukarki oraz ekstruder. Tutaj jednak możemy wyciszyć ich pracę, bez potrzeby wymiany ich na inne. Musimy jednak zmienić sposób w jaki są one sterowane. Stepsticki, czyli sterowniki silników krokowych, poprzez wysyłanie odpowiednich sygnałów do cewek silnika krokowego, mogą sprawić, że silniki będą pracować bezgłośnie. Odpowiedni patent na tę technologię, zwaną również StelthChop, posiada firma Trinamic, producent układów TMC 21X0/TMC220X. Dzięki odpowiedniemu sterowania natężeniem prądu dostarczanego do każdej z cewek pozwala uzyskać niemal bezgłośne wydruki. Jest to najlepsza metoda na wyciszenie posiadanej drukarki 3D. 

Bardzo często na różnych forach przejawia się temat tłumików drgań, zwanych również damperami. Ich stosowanie nie jest polecane, ze względu na izolację silników krokowych od ramy drukarki, co powoduje, że nie mają one gdzie oddawać wytworzonego ciepła i zmniejsza się ich żywotność. Kolejną wadą tłumików jest również fakt, że zapewniają elastyczność całego układu, co może prowadzić do zmiany napięcia paska napędowego, a to może negatywnie odbić się na jakości druku. Przykładem takiego negatywnego efektu może być zwiększony ghosting, czyli prążki widoczne na druku w okolicach otworów. Warto też pamiętać, że poprzez naciąg pasków zmieniamy naprężenie na wałek silnika krokowego, co również przyśpieszy jego zużycie.

Jeżeli nie chcecie wymieniać płyty głównej, a hałas pochodzący z drukarki jest zbyt duży, zadbajcie o to, aby stała ona na stabilnym podłożu, gdzie wibracje podczas druku będą mogły zostać zniwelowane, bądź odizolujcie ją od podłoża za pomocą twardej gąbki. 

7. Odpowiednie chłodzenie wydruków

Dobór odpowiedniego chłodzenia jest niezbędny, aby uzyskać udany wydruk. Źródło.

Lwią część problemów, jakie mają początkujący użytkownicy drukarek 3D, powoduje niewystarczające chłodzenie wydruków. Wydruki wtedy wyglądają źle, poszczególne warstwy zlewają się ze sobą, materiał przykleja się do dyszy lub dysza zahacza o wydruk i niszczy go odrywając go ze stołu. Chłodzenie wydruków różni się w zależności od zastosowanego materiału. Przykładowo PLA powinno być chłodzone najmocniej, jak to możliwe, PET-G powinniśmy tylko lekko ochładzać, a ABS podczas szybkiego ochładzania strasznie mocno się kurczy, co często sprawia, że wydruk pęka jeszcze w trakcie drukowania. 

Niektórzy producenci drukarek traktują chłodzenie wydruków po macoszemu, montując niewielki wentylator turbinowy, nie mający zbyt dużej mocy nadmuchu, po jedynie jednej stronie dyszy, co może powodować, że tylko jedna strona wydruku jest schłodzona poprawnie, druga natomiast cierpi na niedostateczne chłodzenie. Dlatego jedną z najczęściej pojawiających się porad na forach jest zamontowanie wydajniejszego systemu chłodzenia wydruków. Praktycznie każda drukarka dostępna na rynku posiada swoją społeczność, która zapewne rozwiązała ten problem. Warto więc poszukać rozwiązania dedykowanego naszej drukarce, wykorzystując jedną z ogólnodostępnych wyszukiwarek plików STL, o których niedawno pisałem.

Innymi sposobami na walkę z niedostatecznym chłodzeniem jest obniżenie temperatury druku, drukowanie kilku obiektów na stole, aby wydruk miał czas się schłodzić lub włączenie minimalnego czasu druku jednej warstwy. 

8. Drukarka 3D – przeskakujący ekstruder

Przeskakujący ekstruder bardzo często jest problemem początkujących użytkowników drukarki 3D

Specyficzne klikanie z okolic zębatki ekstrudera jest często pierwszym problemem z nową drukarką. Przyczyn tego zjawiska jest kilka, teraz je przedstawię wraz ze sposobami, jak możemy je rozwiązać. 

Typowe problemy z hotendem. 

Krzywo przycięta rurka PTFE. Niedostateczny docisk rurki do łącznika powoduje zator filamentu. Najlepszym rozwiązaniem jest rozebranie całego elementu i sprawdzenie, czy wszystkie elementy są poprawnie spasowane i poprawa w razie zauważenia problemu.

Hotendy posiadające łączniki typu all-metal często cierpią na niską jakość wykonania. Może to powodować, że roztopiony filament zacznie przyklejać się do jego ścianek, co zablokuje swobodny wypływ. Jeżeli drukujemy głównie z PLA albo PET-G, warto wymienić łącznik na ten z wbudowaną rurką teflonową.

Niedostateczne chłodzenie radiatora hotendu, może sprawiać, że filament będzie roztapiał się w wytłaczarce szybciej, niż powinien. Powoduje to jego puchnięcie, co w konsekwencji doprowadza do zapchania się całego hotendu. Rozwiązaniem tego problemu jest poprawny montaż hotendu, z zachowaniem dystansu pomiędzy stroną gorącą i zimną, oraz zapewnienie odpowiedniego chłodzenia.

Kolejną przyczyną przeskakującego ekstrudera może być też dysza zapchana plastkiem albo kurzem. Jako pierwszy krok rozwiązania tego problemu wykonajmy cold-pull. Rozgrzewamy hotend do temperatury 110-120*C, a następnie wkładamy i szybko wyciągamy filament, co powinno spowodować zebranie przez niego zanieczyszczeń. Jeżeli to nie pomoże, powinniśmy spróbować przeczyścić dyszę za pomocą cienkiej igły bądź wymiana dyszy.  

Problemy z działaniem ekstrudera

Jeżeli rozebraliśmy i złożyliśmy poprawnie hotend, a ekstruder wciąż przeskakuje należy sprawdzić czy radełko dociskające filament odpowiednio mocno go dociska i wyregulować w razie potrzeby. W tym miejscu również sprawdźmy, czy nie ma żadnych pęknięć na obudowie. 

Wymiana ekstrudera na taki, posiadający przełożenie, jak na przykład E3D Titan, czy BMG również może być dobrym rozwiązaniem, natomiast warto rozejrzeć się i skonsultować z innymi posiadaczami danej drukarki, aby uzyskać wsparcie. 

Kolejną z czynności jaką możemy wykonać przy przeskakującym ekstruderze, mając pewność, że wszystko zmontowane jest poprawnie, jest regulacja prądu na stepsticku i niewielkie zwiększenie go, aby zapewnić maszynie szansę na uzyskanie większej siły przepychania filamentu.

9. Jaki program do modelowania 3D?

Microsoft 3D Builder jest darmowym narzędziem do modelowania 3D

Pytanie tego typu często pojawia się na forach internetowych. Jako użytkownicy często szukamy programu dla początkujących, który pozwoli nam na szybkie rozpoczęcie przygody z modelowaniem. Program, który wybierzemy powinien pozwolić nam zrealizować nasze potrzeby, bez wprowadzania dodatkowej frustracji. Wybierzmy więc taki program, który będzie prosty w obsłudze, a jednocześnie da nam dużo możliwości. 

Najprostszym programem, który polecam, jest Tinkercad. Darmowy produkt od Autodeska działa w przeglądarce i umożliwia budowanie prostych i bardziej złożonych modeli 3D wykorzystując elementy geometrii przestrzennej. Jego dodatkową zaletą jest możliwość importu plików STL, co otwiera nam możliwość modyfikowania gotowych projektów do naszych potrzeb.

Kolejnym programem, który działa w ten sam sposób jest dostępny w sklepie Windows 3D Builder. Za jego pomocą wykonamy podstawowe i bardziej skomplikowane modele 3D. Narzędzie jest dostępne za darmo dla każdego użytkownika Windows 10. Jego niewątpliwą zaletą jest również opcja naprawiania zaimportowanych modeli 3D. 

Ostatnim programem, który polecam, jest Autodesk Fusion 360. Jest to program oferujący bardzo wiele możliwości. Dzięki niemu jesteśmy w stanie zarówno wymodelować proste projekty, jak również bardzo skomplikowane, działające urządzenia, takie jak bolid OpenRC F1 – o nim też w przyszłości napiszę 🙂 

10. Nie kradnij Simplify3D!

Drukarka 3D do pracy potrzebuje Slicera. Jednym z nich jest Simplify3D.
Drukarka 3D do pracy potrzebuje Slicera. Jednym z nich jest Simplify3D.

Mamy tyle wspniałych darmowych programów, będących slicerami modelów 3D. Cura, PrusaSlicer, IdeaMaker, Fusion360 to tylko przykłady narzędzi, z których możemy korzystać za darmo. Simplify3D jest popularnym rozwiązaniem,ale czy na pewno najlepszym? Dawniej zarówno Cura jak i Sli3r miały swoje bolączki, które skutecznie rozwiązywało Simpify3D.

Od tamtej pory Ultimaker i Prusa włożyli ogromny wkład pracy w rozwój slicerów, które są dostępne za darmo. Owszem, S3D jest intuicyjny, ale dopiero jego zakup i dostęp do bazy gotowych profili sprawia, że w pełni wykorzystamy jego możliwości. Nie chcę tym wpisem nikogo moralizować, bo jest to kwestia indywidualna każdego z nas, ale proszenie o pomoc z programem “Licensed to GOD”, jest po prostu trochę nie na miejscu w przestrzeni publicznej. 

 

Podsumowując. Drukarka 3D to wspaniałe narzędzie, które jest jednak tylko maszyną, mającą swoje bolączki. Jednak przy odrobinie chęci możemy je rozwiązać w ciągu kilku minut. Mam nadzieję, że przytoczone tutaj porady pomogą rozwiązać problem z niejednym polskim Enderem, Anetą czy reworkiem Prusy. Jeżeli chcecie komuś pomóc z jego problemami z drukarką 3D, podeślijcie linka do tego artykułu – pomagajmy sobie nawzajem!

Arek Kożuch

Cześć, jestem Arek! Na co dzień informatyk, w wolnych chwilach pasjonat druku 3D, nowych technologii i ciągłego doskonalenia się. W życiu najbardziej cenię sobie radość i ludzi, którzy mnie otaczają każdego dnia.

Może Ci się również spodoba

%d bloggers like this: