Häufige Probleme beim 3D-Druck und Lösungen

Bei der Verwendung von 3D-Druckern (FFF/FDM) können Probleme und unvorhergesehene Ereignisse (insbesondere bei nicht professionellen 3D-Druckern) auftreten, wenn die Modelle gedruckt werden, die der Benutzer benötigt. Dies führt zu Unannehmlichkeiten, Verzögerungen und anderen Problemen, die der Benutzer des 3D-Druckers nie erleben möchte. Dieser Artikel bietet eine Reihe von Ratschlägen, wie diese typischen Probleme gelöst werden können.

Fehlender Filamentanfangsdruck

Beim Drucken kann es vorkommen, dass am Anfang kein Filament freigesetzt wird. Dies kann folgende Gründe haben:

Basis zu nah am Düsenkopf

Dies wird durch eine Nivellierung der Basis gelöst.

Extruder übermäßige Temperatur

Aufgrund des Wartens am Anfang des Drucks kann es sein, dass das Material, das sich am Ende des HotEnd befindet, aufgrund der Schwerkraft selbst in die Basis abgelagert wird, was zu einem Fehlen von Material beim Drucken führt.

Schlechte Regelung der Extruder-Spannung

Wenn der Spanner zu locker ist, kann es passieren, dass das Filament nicht durch den Extruder läuft. Ist er jedoch zu fest, wird das Filament markiert, was zu einer schlechten Oberflächenqualität führt.

Verstopfter Extruder

Dieses Problem ist eines der schlimmsten, das einem 3D-Drucker passieren kann. Wenn dies passiert, ist der erste Schritt, die Temperatur um etwa 10-20 °C gegenüber dem letzten verwendeten Material zu erhöhen und ein Reinigungsfilament einzuführen, bis es sauber und kontinuierlich herauskommt. Ein guter Trick ist es, die Option der Umrandung um das Stück (Rock) zu aktivieren und so sicherzustellen, dass Material aus dem Extruder austritt, bevor mit dem eigentlichen Druck des Stücks begonnen wird.

Bild 1: Fehlendes Filament am Anfang des Drucks. Quelle: Simplify3D.

Probleme mit der ersten Schicht

Nachdem das Problem des fehlenden Filaments am Anfang des Drucks gelöst wurde, kann es vorkommen, dass die erste gedruckte Schicht nicht auf der Basis haftet. Dies kann folgende Gründe haben:

Zu großer Abstand zwischen Extruder und Basis

Dieses Problem wird visuell überprüft, indem dieser Abstand überprüft wird, wenn der 3D-Drucker die erste Schicht herstellt.

Unzureichende Basistemperatur

Bestimmte Filamenttypen erfordern, dass die Basis eine Temperatur hat, die höher ist als die Umgebungstemperatur, z. B. ABS. Wenn dieser Parameter nicht erfüllt ist, tritt dieses Problem sicher auf. Abgesehen von der Temperatur benötigen einige Materialien einen Klebstoff für die Basis (Dimafix oder Magigoo). Bevor diese Klebstoffe aufgetragen werden, ist es ratsam, die Basis gut zu reinigen.

Übermäßige Druckgeschwindigkeit

Für die meisten 3D-Drucker wird eine erste Schichtgeschwindigkeit von 25 mm/s empfohlen. Wird diese Geschwindigkeit deutlich überschritten, ist das Risiko, dass die erste Schicht nicht auf der Basis haftet, sehr hoch.

Bild 2: Probleme mit der ersten Schicht. Quelle: Simplify3D.

Fäden, die das Stück(e) umgeben

Es ist üblich, bei 3D-Drucken Fäden aus Material zu sehen, die das Stück oder zwischen den gleichzeitig hergestellten Stücken umgeben. Dieser Fehler ist in der Regel auf Parameter zurückzuführen, die mit dem Zurückziehen des Extruders verknüpft sind:

Unzureichende Zurückziehentfernung

Dieser Fehler tritt in "Bowden"-Systemen häufig auf, bei denen zwischen dem Extrudermotor und dem Hotend eine große Entfernung besteht. Diese Entfernung variiert je nach Materialtyp. Ein guter Ausgangspunkt ist eine Distanz von 8 mm, die erhöht werden kann, wenn das Problem weiterhin besteht.

Zurückziehgeschwindigkeit

Für diesen Parameter müssen die Größe des Stücks und der Abstand zwischen den Stücken berücksichtigt werden. Wenn das Stück oder der Abstand klein ist, wird mehr Geschwindigkeit benötigt, um dem Extrudermotor Zeit zu geben, den Filament-Rückweg zu machen. Ist die Geschwindigkeit jedoch zu hoch, entstehen im HotEnd Blasen, und der Extruderriemen markiert das Filament stark.

Bild 3: Fäden, die das Stück umgeben. Quelle: Simplify3D.

Schwarze Punkte (verkohlt) auf dem gedruckten Stück

Wenn dieser Druckfehler sichtbar ist, liegt es daran, dass sich Filamentreste außerhalb der Düse befinden. Diese Ablagerungen werden mit der Temperatur viskos und werden mit der Bewegung des Extruders übertragen, bis sie das Stück erreichen, das gedruckt wird. Diese Ablagerungen treten normalerweise am Anfang des Drucks auf, wenn der Extruder im "Home" der z-Achse arbeitet. Um das Problem zu vermeiden, muss zu Beginn des Drucks überprüft werden, dass dies nicht passiert, und falls doch, das Filament von der Düse mit einer Pinzette entfernt werden.

Halbfertige Stücke

Dieses Problem ist aufgrund der Verzögerung, die beim Drucken eines Stücks auftritt, eines der schlimmsten, und es tritt aus Gründen auf, die leicht zu korrigieren sind. Bevor ein Druck gestartet wird, muss sichergestellt werden, dass die verfügbare Filamentmenge ausreicht, indem das Filament gewogen wird. Ein praktischer Tipp (für kleine oder mittlere Stücke) zur Annäherung an die verfügbare Filamentlänge besteht darin, den Durchmesser des aufgerollten Filaments zu messen, seinen Umfang zu berechnen und mit der Anzahl der Umdrehungen in der Spule zu multiplizieren. Ein weiterer Grund kann ein Überlapp des Filaments sein, der verhindert, dass das Material in die Riemenscheibe des Extrudermotors gelangt. Schließlich, wenn der Spanner der Extruderriemenscheibe nicht fest genug ist, wird das Filament nicht durch ihn hindurchgeführt, und es kommt zu einem Materialausstoß durch die Düse.

Bild 4: Halbfertige Stücke. Quelle: Simplify3D.

Trennung zwischen Schichten

3D FDM-Druck funktioniert durch schichtweises Aufbauen von Objekten, bis die gewünschte Form erreicht ist. Wenn die benachbarten Schichten nicht richtig verbunden sind, kann das endgültige Stück durch Trennen der Schichten brechen. Dieses Problem kann zwei Gründe haben:

Übermäßige Schichthöhe

Während des 3D-Drucks eines Teils muss sichergestellt werden, dass jede hergestellte Schicht ausreichend auf die untere Schicht drückt, damit die beiden Schichten auf eine widerstandsfähige Weise verbunden sind. Als Faustregel gilt, dass die Schichthöhe nicht mehr als 80 % des Düsenaustrittsdurchmessers betragen darf. Wenn eine Trennung zwischen Schichten während des Drucks festgestellt wird, wird empfohlen, die Schichthöhe zu reduzieren.

Zu niedrige Extrusionstemperatur

Wenn die Schichthöhe als korrekt überprüft wurde, aber die Trennung zwischen den Schichten fortbesteht, liegt das Problem in der Extrusionstemperatur. Wenn die Temperatur, die das Filament erreicht, nicht heiß genug ist, ist die Haftung an der unteren Schicht schlecht, was dazu führt, dass das Stück leicht bricht. Zum Beispiel kann PLA bei 180 °C gedruckt werden, aber wenn ein Benutzer Teile mit hohen Geschwindigkeiten (60 mm/s) herstellt, reicht die Extrusionstemperatur nicht aus, um die Schichten fest miteinander zu verbinden, daher muss die Temperatur in Intervallen von 10 °C erhöht werden, bis eine gute Verbindung zwischen den Schichten erreicht ist.

Bild 5: Trennung zwischen Schichten. Quelle: Simplify3D.

Mangel an Material zwischen den äußeren Schichten und der Füllung (Überlappung)

Dieses Symptom ist leicht zu erkennen, da man das Stück nur einige Sekunden lang genau betrachten muss und die Trennung zwischen den äußeren Schichten und der Füllung sieht. Um es zu lösen, muss der Prozentsatz der "Überlappung" erhöht werden, der normalerweise 15 % beträgt, und auf 20 % oder 25 % erhöht werden sollte, wenn dieses Problem auftritt.

Bild 6: Überlappung. Quelle: Simplify3D.

Verziehen

Als "Verziehen" wird das Aufwerfen der Schichten eines Stücks bezeichnet, die Kontakt zur Basis haben. Dieses Aufwerfen tritt bei Materialien wie ABS auf, Materialien mit hohen Extrusionstemperaturen, die sich beim Abkühlen tendenziell verformen. Um dieses Problem zu vermeiden, wird normalerweise auf Folgendes zurückgegriffen:

Heiße Druckbasis

Die meisten 3D FDM-Drucker haben heute eine beheizte Basis zum Drucken. Für Materialien, die empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren, wie ABS, ist die Verwendung einer Basistemperatur von 100 - 120 ºC entscheidend, um die Dimensionsstabilität aufrechtzuerhalten.

Geschlossen

Wenn ein Benutzer Teile in mittlerer oder großer Größe aus ABS herstellen möchte, reicht eine heiße Basis allein nicht aus, um das Verziehen zu verhindern. In diesem Fall muss der 3D-Drucker geschlossen sein, und falls große Volumen teile hergestellt werden müssen, wird eine beheizte Umgebung empfohlen.

Bild 7: Verziehen. Quelle: Simplify3D.

Lücken zwischen den Durchgängen der letzten Schicht

Wenn eine schlechte Oberfläche der oberen Schicht beobachtet wird, die den Eindruck von fehlendem Material vermittelt, kann dies auf eine leicht dichte innere Füllung mit zu großen und schwer zu bedeckenden Löchern zurückzuführen sein. Ein weiterer Faktor, der dies verursacht, ist ein unzureichender Filamentfluss, insbesondere bei großen Stücken, wo kontinuierliche Durchgänge groß sind. Um zu überprüfen, ob ein Problem mit niedrigem Fluss vorliegt, wird eine Überprüfung der externen Messungen durchgeführt. Wenn diese kleiner sind, muss der Fluss von 5 % auf 5 % erhöht werden, bis das Stück die Designmaße hat.

Bild 8: Lücken zwischen den Durchgängen der letzten Schicht. Quelle: Simplify3D.

Schlussfolgerung

Mit allem oben Erklärten sollten Benutzer eines 3D FDM-Druckers wissen, wie sie die meisten Probleme lösen können, die im Alltag des 3D-Drucks auftreten können.