Как избежать деформации моделей при 3D-печати

Нет ничего «приятнее», чем отойти от принтера на пару часов и подремать, а вернувшись, найти вот это:

Вермишель. Пластиковая

Знакомая картина? Да, это те самые «ангельские волосы», «спагетти» или «вермишель», получаемые при срыве модели с рабочего стола. Причиной такого бедствия зачастую служит деформация слоев. Закручивание краев модели вверх приводит к тому, что экструдер цепляет модель и банально ломает или срывает ее с платформы. Дальше же начинается артистичное наполнение окружающей среды пластиковой нитью в художественном стиле Джексона Поллока.

Слева: №5, 1948. Автор: Джексон Поллок. Фиброкартон, масло. Цена: $140млн
Справа: Ангельские волосы, 2013. Автор: Ravix. Принтер Prusa Mendel, ABS-пластик. Цена: $0

Но прелести деформации на этом не заканчиваются. Как проще всего поссорить двух «мэйкеров»? Правильный ответ: спросить у них что лучше – PLA (полилактид) или ABS (акрилонитрилбутадиенстирол). ABS – штука, конечно, заманчивая. Этот пластик прочен, долговечен и недорог. Полилактид, в общем-то, тоже относительно недорог, но относительно мягок и биоразлагаем – со всеми вытекающими последствиями. Так почему же такие популярные устройства, как Makerbot Replicator, создаются для печати одним лишь полилактидом? Экологичность PLA суть вторичная причина, скорее даже бонус. А главная причина – низкая температура стеклования и минимальная усадка. Он не требует нагревания до сверхвысоких температур для плавления, а при остывании хоть и сжимается, теряя объем, но не сильно. Другими словами, печатать полилактидом проще. А вот ABS «усаживается» достаточно заметно, теряя до 8% объема. Если не контролировать температурный режим, то можно получить искривления и даже трещины.

В нашей статье мы предлагаем рассмотреть методы устранения деформации.


Используйте подогреваемую платформу


Рабочая платформа с нагревательным элементом

Эта опция предлагается со многими современными 3D-принтерами, а в случае с RepRap модификацию можно провести самому. Пусть подогрев и добавит к стоимости принтера, но оно того стоит. Подогрев модели снизу позволяет замедлять и выравнивать процесс остывания. Если небольшие модели из PLA можно напечатать без подогрева, то при печати больших объектов без нагревательного элемента уже не обойтись, так как даже незначительная усадка PLA имеет кумулятивный эффект при возрастании габаритов модели. При печати же ABS-пластиком подогрев просто необходим, иначе быстрая усадка нижних слоев приведет к деформации верхних, еще горячих частей модели. Стоит обратить внимание на равномерность прогрева платформы. Если прогрев не будет равномерным, то первые же слои, неравномерно охлаждаясь, могут «закрутиться». Зачастую тут даже не поможет клей или липкая лента, используемые для удержания модели на месте. Края поднимутся, экструдер зацепит нанесенные слои, а дальше – «вермишель».

Выберите правильную адгезию


Kapton - отличное покрытие для платформы

Если пластик не будет клеиться к платформе, ждите беды. Какая из них лучшая – консенсуса нет. Фигурируют столы из алюминия, стекла (даже базальта), стали, титана. Бывалые «RepRap»еры молятся на Kapton – полиимидную пленку, наносимую на поверхность платформы. Кстати, пленку можно обработать мелкозернистой наждачной шкуркой – шершавая поверхность будет способствовать «схватыванию» с пластиком. Некоторые пользователи напыляют на поверхность платформы аэрозольный клей, содержащий ацетон (для схватывания ABS), или даже лак для волос!

Чистота – залог хорошей печати


Если рабочая платформа покрыта пылью, то к пыли и будет прилипать пластик. Как это повлияет на сцепление модели с самой платформой вряд ли нужно объяснять. Если печать производится ABS-пластиком, можно протереть платформу ацетоном, чтобы растворить мелкие кусочки, оставшиеся от предыдущих моделей. На полилактид ацетон эффекта не имеет, но можно попробовать Лимонен. Кстати, нить тоже стоит держать в чистом состоянии, ибо накопление пыли в экструдере чревато всевозможными интересными, но малоприятными последствиями. Один простой метод очистки нити (если уж она запылилась) – использование поролонового фильтра перед подачей в экструдер.

Калибровка по высоте


Попытка напечатать кубик при слишком большой начальной дистанции между соплом и платформой

Правильно нанесенный первый слой – краеугольный камень успешной печати. Если при нанесении первого слоя головка сидит слишком высоко над платформой, сцепление может оказаться слишком слабым. Эта проблема решается экспериментальным путем: если вашу модель срывает с платформы, попробуйте понизить начальную высоту головки небольшими шажками. Если платформа подогреваемая, то имеет смысл провести калибровку в нагретом состоянии, ибо деформация платформы при нагреве может сделать «холодную» калибровку неточной.

Тише едешь – дальше будешь


Снижение скорости печати может уменьшить деформацию моделей

Да, к сожалению, 3D-печать даже небольших объектов занимает достаточно много времени. Но для того, чтобы повысить сцепление с платформой и дать слоям дополнительное время на равномерное охлаждение может понадобиться замедлить процесс печати. Это особенно важно при работе с PLA, ибо полилактид достаточно долго остывает, и нижние слои могут подвергнуться деформации под давлением верхних слоев, если они не успеют пройти точку стеклования.

Не простудите свою модель