Как я перестал беспокоиться и полюбил печать композитами - Часть 1
Проба пера: недетская игрушка
Мое знакомство с композитами началось с того, что имеющийся принтер Qidi I-mate S перестал меня удовлетворять. В основном в части головы и экструдера. Там стоит Mk10 на тефлоновой трубке, и печатьпри температуре больше 260 невозможна. На практике эта температура ограничена скорее 250 - забитую трубку я менял несколько раз, когда печатал на температурах повыше. Иными словами, я научился печатать композитами для того, чтобы печатать композитами - ну и другими высокотемпературными пластиками.
У Qidi довольно крепкое зарубежное сообщество, где выделяется один моддер с ником Humebeam. Довольно быстро удалось найти великолепный мод Icarus, который позволял установить на принтер широкий ассортимент экструдеров и хотендов - в точности то, что мне нужно. Если интересно, брать здесь: https://www.printables.com/model/130789-icarus-2-qidi-x-max-x-plus-i-mate-x-maker-carriage. О постройке этого мода как-нибудь расскажу более подробно, а сейчас речь пойдет о том, как я дошел до первого знакомства с композитом.
Я решил сразу нацелиться на самый топ: хотенд Rapido HF с термопарой, калиброванной аж до 500 градусов и экструдер Orbiter 2.0, чтобы больше к вопросам апгрейда не возвращаться по возможности никогда. Пока запчасти ехали с Али, я где-то в уме планировал, как этот мод делать. Из мудрости интернета было понятно, что нейлон-карбоновые композиты требуют температур печати в районе 270 градусов, а мой жалкий экструдер с трудом в теории может достичь 260. Очевидно, что понадобится закаленное сопло, потому что композиты, как говорят, ужасно абразивные. В общем, в имеющейся конфигурации мой принтер ими печатать, скорее всего, не сможет.
В итоге родился следущий план:
- Печатаем мод любым приличным ABS;
- Устанавливаем на него новый хотенд и экструдер - получаем первый прототип;
- На прототипе печатаем финальную деталь композитом;
- Снимаем прототип, переставляем весь обвес на боевую каретку - ставим обратно в принтер;
- PROFIT!!!
Недолго думая, взял синий ABS от BestFilament и за 19 часов сотворил чудо под кодовым названием Blue Meanie. Вот такой кошмар:
Кошмаром он стал от того, что у меня, оказывается, было биение оси Z, которого я как-то особо не замечал. Написал в техподдержку Qidi - и они мгновенно мне отправили новую ось Z в сборе (причем оказалось, что она еще и апгрейженная), но это таки другая история, а здесь про материалы.
Пока ехали новая ось Z и запчасти, я подумал, что не все так уж плохо с моим Blue Meanie, и допуск плывет всего-то на каких-то 0.2мм - так что в качестве прототипа сойдет. Тем временем запчасти приехали, и я, перекрестившись, сделал первую сборку-прототип на этой самой черновой каретке:
Все это хозяйство висело буквально на живой нитке, но работало! Тем временем до меня доехал рекомендованный Humebeam пластик, который он рекомендовал в своем описании мода. Рекомендовал он, вообще-то Prusament PC-CF, но в качестве альтернативы упоминал TrangleLab PA-CF15, который я и заказал. Пока пластик ехал, я попробовал напечатать каретку PC/ABS от BestFilament - она растрескалась еще на столе, и я понял, что до поликарбоната как-тоще не дорос. Зато было доказано, что новый сетап легко печатает на температуре 285.
Тут пластик, наконец, довезли. К TriangleLab он, как выяснилось, никакого отношения не имеет - они его просто перепродают. А на деле это никому не известный FusRock EasePA12-CF с наполнением карбоновым волокном на уровне 15%. Вот такой:
Я посмотрел на рекомендованные температуры печати, и малость ужаснулся. Я рассчитывал, что раз он в основе нейлон, то и температуры у него примерно как у нейлона. А здесь до 300 градусов - это уже и силиконовый носок может начать гореть. Но нервы у меня крепкие, и я отважно напечатал температурную башенку от 300 до 260 градусов. Точнее, понял, что ниже 270 она уже не особо печатается - каша какая-то. Но до чего же ровненькая, приятная!
По результатам подбора температуры было установлено, что печатать этим FusRock надо при хотенде 285-290, без обдува, на скорости поменьше, не более 30мм/с - для получения наилучшего результата по качеству. Обдув стоит включать на абсолютный минимум в 10-15% для мостиков, а нависающие элементы и так прекрасно держатся. В работе пластик приятно удивил: не тянется, не сопливится, дает приятную матовую поверхность, ровненькие слои, требует минимального ретракта. Никаких проблем с забиванием сопла не выявилось. Ну разве что установлено было, что стол на 100 градусов загонять не стоит - слоновья нога получается заметная. Я закинул катушку в дегидратор на ночь и погрузился в чтение мануалов.
Общий посыл всех мануалов в том, чтобы печатать помедленнее, а перед печатью сушить, сушить и еще раз сушить! А если печать долгая, то и печатать из сушилки, чтобы пластик не набрал воду в процессе. Сушилка Sunlu у меня была, я к ней приделал трубочку до экструдера и пошел спать.
Утром достал катушку из дегидратора и напечатал кубик для калибровки потока. Получился просто замечательный:
Тут я подумал, что все уже познал, и можно начинать печатать боевую каретку. Параметры печати получиись следующими:
- Хотенд: 285 (первый слой - 290);
- Обдув выключен (для мостов на 10%);
- Стол: 65 (первый слой - 70);
- Поток: 88%;
- Ретракт 0.6 при скорости 25 мм/с;
- Коастинг выключить;
- Сопло 0.4 (закаленная сталь), слой 0.2, снизу и сверху по 5 сплошных, 5 периметров;
- Скорость 20-25 мм/с - я же ужасно ответственную деталь печатаю.
Перепроверил все настройки раза три - и погнали. 26 часов печати, как с куста. И результат получился приятный-приятный, прямо гордость даже взыграла. Вот такой:
Проигнорировав незначительные пропуски на верхней заливке, - и это была критическая ошибка! - я собрал новую каретку и вставил ее в принтер. Встала она подозрительно легко. И с вертикальным люфтом на посадке на подшипники, который легко ощущался пальцами.
Что-то здесь не так, подумал я. Ведь ABS вставал без люфта! И поток откалибровал, и температура правильная, и все параметры выверены три раза. Я снова зарылся в мануалы, и нашел вот этот: https://www.schweinert.com/my-recipe-for-3d-printing-with-esun-pa-cf/. И вот в нем автор как раз и рассказывает о том, как изменяется поток для сухого композита в сравнении с влажным. Но у меня, вроде, был сухой, да? 12 часов просушки ведь, а то и все 15 при 70 градусах, и все время печати он в сушилке при 55, все 26 часов.
И тут до меня начало доходить, что это означает, что эти 26 часов он досушивался еще больше, хоть и не при такой высокой температуре. Я напечатал еще полдесятка кубиков для калибровки потока, и получил значение 0.93 против ранее измеренного 0.88 на пластике, который сушился 12 часов. Ну что ж, сказал я себе, сегодня мы многое поняли... и засунул катушку в дегидратор еще на сутки при 70 градусах.
На следующий день я напечатал еще три калибровочных кубика из сушилки - поток остался тем же. Но при этом сплошные заливки съежились, начали давать сетку вместо сплошной поверхности. Тот почти незаметный эффект небольших пропусков на верхней поверхности усугубился с сухим филаментом. То есть тщательно просушенный композит ведет себя на печати иначе, чем просушенный не совсем тщательно. Как ведет себя он сразу из коробки, мне страшно представить, но я и не пробовал. Пришлось подправить парамтеры экструзии для заливок - получилось 120-125% и перекрытие с периметрами 50%. Это сработало. Полдня печатал разнообразные тесты, и под вечер запустил окончательную версию - для начала крепления экструдера и хотенда к каретке. Для пущей солидности слой выставил 0.12, а верхних-нижних заливок по 9 штук. Деталь получилась поразительного качества:
Здесь ее поверхность можно сравнить с отливкой рамы экструдера из нейлона - этот экструдер к ней как раз и привинчен. На мой взгляд, разница в качестве поверхности слабо различима невооруженным взглядом, а вооруденный взгляд может разве что увидеть малюсенькую ступенчатость по правому краю. Да, на этом фото каретка тоже уже финальная, но крепление экструдера я печатал на великом и ужасном Blue Meanie из ABS.
Вроде, получилось, - вроде, одолел я пластик. Теперь сама каретка: слой 0.16, остальные параметры печати те же. Печатать слоем 0.12 я не рискнул, сказав себе, что за 36 часов печати вероятность того, что филамент наберет в себя влагу снова, она таки присутствует. А в сушилку, из которой печатал, положил солидный мешок силикагеля. И вот результат:
Вышло, на мой взгляд, очень хорошо, хотя придраться есть к чему - ретракты тоже изменились у сухого пластика, а я что-то позабыл их заново настроить. В итоге углы незначительно топорщатся.
Я смонтировал боевую каретку (на фото выше она уже установлена в принтер), и уже без дополнительной просушки запустил печать дефлектора обдува тем же композитом. Слоем 0.2 - там особая точность не нужна. Каретка, кстати, встала идеально.
И вот при пристальном рассмотрении слоев на этом самом дефлекторе я понял, что был таки прав: за примерно двое суток в сушилке на температуре 55 филамент все же смог набрать немного влаги, несмотря на соседство с мешком силикагеля. Вот такие вышли слои:
Уже грубовато - но тут особая точность не нужна, как и качество. К сведению приняли - катушку снова в дегидратор на сутки.
Пока она сушилась, я про себя сформулировал ощущения от этого композита FusRock. В двух словах, если забыть про сушку-сушку-сушку - просто восторг. Прекрасная точность, великолепная межслойная адгезия, ровная приятная поверхность. С тонким слоем полученные детали и правда сравнимы с отливкой. Производитель заявляет способность работать на температурах до 140 градусов, но этого я не проверял. Зато проверил, что при прогреве паяльником полученную деталь можно гнуть, и она сохранит новую форму. Сама по себе же деталь сразу после печати производит впечатление хрупкой, да и поверхность у нее как будто из графита. Но оказалось, что за день-другой она всасывает влагу из воздуха в оптимальном количестве, и приобретает ту самую упругость качественного нейлона. Еще один урок влияния влажности на физические характистики.
Сам по себе филамент чрезвычайно твердый и хрупкий (после нескольких суток в сушке особенно). Печатать им строго рекомендуется с подачей через трубку, чтобы не обломался и не запутался. После той самой просушки он запоминает форму катушки, и разматывается спиралью, почти не гнется. Но это так, особенность.
Ну и наконец, я решил напечатать им что-то уже не столь прецизионное; шайбы-втулки для поддерживающих колесиков детского велосипеда. Уже на хорошей скорости в 40 мм/с соплом 0.6, слоем 0.16. Получилось вот так:
Сама втулка здесь - это один-единственный периметр толщиной, равной диаметру сопла. Можно рассмотреть подробнее:
...а ретракты я так и не настроил, ага. но и так неплохо получилось, свою задачу выполняет. При высокой (сравнительно) скорости печати слои уже заметны, и эффекта "как отливка" уже не наблюдается. Но качество меня полностью удовлетворило.
И я понял, что я люблю композиты, черт возьми! Теперь у меня есть отличный мод на принтере, который позволяет печатать ими легко и непринужденно. Я почувствовал себя всемогущим и всезнающим, познавшим нюансы управления влажностью, режимами печати, оснащенным сушилками и трубками подачи, лучшими в мире экструдерами и хотендами, и я хочу печатать композитами еще и еще! Конечно, я заблуждался. Но это будет уже другая история.
UPD:
Как я перестал беспокоиться и полюбил печать композитами - Часть 2
Как я перестал беспокоиться и полюбил печать композитами - Часть 3
Еще больше интересных статей
Обзор-пример пластика НИТ-PLA
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
выборе...
Такой разный ацетон, или когда гнать — вредно
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Несмотря на КДПВ, данная статья не ставит сво...
Атмосферные ненагруженные испытания пластиков. Два года спустя.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Комментарии и вопросы
Ладно. Новый день, новый разго...
Или если быть точнее - привод,...
Выложил сюда на сайт, вот ссыл...
Добрый день, подскажите, пожал...
У меня есть креалити k1c и qid...
При печати пластик не прилипае...
День добрый товарищи! Есть иде...