Verzug (Warping)

Alles über Warping und 3D-Druck

Das Verziehen von Teilen ist nahezu unvermeidlich, wenn Sie das verwendete Material oder die Maschine nicht verstehen. Verziehen tritt auf, wenn Ecken oder ganze Teile des Drucks aufgrund ungleichmäßiger Abkühlung oder mangelhafter Haftung auf dem Druckbett nach oben krümmen.

Wir können nicht genug betonen, dass jeder die "Materialwissenschafts-"-Seite überprüfen sollte, damit Sie wissen, warum Verziehen auftritt – denn das kann Ihnen helfen, das Problem zu diagnostizieren und zu beheben, ohne diese Seite zu lesen.

Verstehen Sie die „Teile haften nicht am Druckbett” Seite

Sie müssen diese Seite vollständig verstehen, um überhaupt zu versuchen, Ihre Verziehungsprobleme zu beheben. Ein Druck hat eine exponentiell höhere Wahrscheinlichkeit zu verziehen, wenn entweder ein Teil des Drucks oder der gesamte Druck zu weit vom Druckbett entfernt ist oder nicht richtig haftet.

Das ist ziemlich leicht nachzuvollziehen, denn je weiter die Düse vom Druckbett entfernt ist, desto geringer ist die Haftung auf dem Bett und desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Druck später hochbiegt.

Sie benötigen einen Rand (Brim) für jedes Material mit hoher Schrumpfrate und hoher innerer Spannungsrate wie ABS. Bei großen nicht-runden ABS-Drucken benötigen Sie eine ABS-Slurry, wenn Sie keine Umgebungstemperatur von etwa 45 °C halten können.

Verstehen Sie das von Ihnen verwendete Material und verwenden Sie ggf. ein alternatives Material

Mit einem Material wie PLA werden Sie so gut wie nie Probleme mit Verziehen haben, weil PLA eine geringe Schrumpfrate und weniger innere Spannungen aufweist (um das besser zu verstehen, siehe die „Materialwissenschafts-” Seite). Sehr große, sehr dichte PLA-Teile sollten jedoch eine beheizte Bauplatte und einen Rand verwenden, aber es ist sehr ungewöhnlich, bei PLA auf einer ebenen Bauplatte Verziehen zu bekommen.

ABS ist eine ganz andere Angelegenheit: Es ist ein amorphes Thermoplast mit vielen inneren Spannungen beim Extrudieren. Da ABS auch eine höhere Temperatur für die Bauplatte wegen seiner höheren Glasübergangstemperatur benötigt, vergrößert sich auch das Temperaturgefälle zwischen Bett und Umgebungsluft.

Während ABS in Preis und Funktionalität großartig ist, kann dieser Faktor es unmöglich machen, bestimmte Teile auf Ihrer Maschine ohne Verziehen zu erreichen. Deshalb ist es wichtig, die Faktoren und Eigenschaften zu verstehen, auf die Sie bei Ihrem Druck achten müssen, und ob Sie ein alternatives Material verwenden können.

Wenn Sie mechanische Funktionalität und Erschwinglichkeit benötigen, aber keinen Wert auf Aceton-Dampf-Finishing oder eine hohe Glasübergangstemperatur legen, haben wir früher empfohlen, PETG auszuprobieren. Jetzt, mit Polymakers neuer PLA-Linie, empfehlen wir, unser Polymax PLA oder deren PLA Pro auszuprobieren. Beide Optionen haben sehr starke mechanische Eigenschaften und können Ihr Bedürfnis, ABS zu verwenden, ersetzen, solange Hitzebeständigkeit kein Faktor ist.

Bestimmte Nylonmaterialien, die keine hohe Glasübergangstemperatur haben, weisen dennoch eine hohe Wahrscheinlichkeit für Verziehen auf. Das liegt daran, dass sie teilkristallin sind und Strukturen aufweisen, die weniger Platz einnehmen, wenn sie ausgerichtet sind (Raumtemperatur), als wenn sie chaotisch sind (extrudiert). Nylon kristallisiert praktisch auf Ihrer Druckplatte und verursacht Verziehen. Wir haben jedoch unsere Warp-Free-Technologie auf den von uns angebotenen Nylons implementiert, sodass Sie dieses Problem nicht erleben sollten. Mehr dazu finden Sie auf der "Materialwissenschafts-"-Seite.

Für Polycarbonat und Polycarbonat-Mischungen bevorzugen wir Magigoos PC-Produkt für eine ordnungsgemäße Haftung auf dem Druckbett.

Langsamer drucken und die Drucktemperatur erhöhen

Das funktioniert nicht für alle Materialien, aber bei ABS und ASA können Sie Verziehungsprobleme verringern, indem Sie langsamer extrudieren und eine höhere Temperatur verwenden. Wie wir auf unserer „Materialwissenschafts-” Seite erläutern, gibt langsameres Drucken dem Material mehr Zeit, seine Spannungen abzubauen. Das bedeutet, dass eine niedrigere Extrusionsgeschwindigkeit Ihre Verziehungsprobleme reduziert.

Dasselbe gilt für die Extrusionstemperatur. Eine Erhöhung der Extrusionstemperatur bedeutet mehr Bewegung innerhalb des Materials. Mehr Bewegung + mehr Zeit zum Abbauen der Spannungen = weniger Verziehen. ABS so langsam wie möglich auf Ihrer Maschine zu drucken und gleichzeitig die Drucktemperaturen auf etwa 250–260 °C zu erhöhen, kann helfen, diese inneren Spannungen zu reduzieren und damit das Verziehen zu verringern.

Drucken in einer geschlossenen Umgebung

Wenn Sie ein Teil auf einer beheizten Bauplatte drucken, arbeiten Sie automatisch in einer Umgebung mit ungleichmäßigen Umgebungstemperaturen. Wenn der Raum etwa 30 °C hat und Ihre beheizte Bauplatte 110 °C, gibt es für Teile in der Nähe der Bauplatte eine schnelle Temperaturänderung. Während innere Spannungen möglicherweise der größte Grund für Ihr Verziehen sind, verursacht dieses extreme Temperaturgefälle ebenfalls Verziehungsprobleme.

Das Drucken in einer geschlossenen Maschine ermöglicht es, dass die Umgebungsluft etwas wärmer bleibt, da die von der Bauplatte abgegebene Wärme eingeschlossen wird. Das bedeutet, die Umgebungsluft liegt näher an der Glasübergangstemperatur von ABS, was mehr Bewegung im Material ermöglicht und ihm mehr Zeit gibt, Spannungen abzubauen. Wir empfehlen eine Umgebungsluft von mindestens 50 °C beim Drucken mit ABS oder ASA.

Sie können einen geschlossenen oder teilweise geschlossenen Drucker kaufen, was sehr gut funktioniert, wenn Sie ihn sich leisten können. Sie können auch ein DIY-Gehäuse mit lasergefärbtem Acryl und einigen gedruckten Teilen bauen. Oder Sie finden eine andere Bauanleitung, für die jemand online Anweisungen veröffentlicht hat.

Beim Drucken eines Teils mit hoher Verzugwahrscheinlichkeit in einer geschlossenen Maschine sollten Sie das Bett etwa 5–10 Minuten auf seiner Drucktemperatur belassen, damit sich die Umgebungsluft erwärmt. Eine gute Umgebungstemperatur für ABS wäre 50 °C, ideal bis zu 65 °C. PLA würden Sie natürlich nicht in einer solchen Umgebung drucken wollen, da dies in etwa der Glasübergangstemperatur entspricht oder diese übersteigt.

Viele Probleme können auftreten, wenn Sie die Umgebungsluft so hoch steigen lassen. Schrittmotoren und andere Elektronik können überhitzen und dazu führen, dass Ihr Drucker nicht mehr richtig funktioniert. Daher sollten Sie, wenn möglich, das Netzteil und die Elektronikplatine außerhalb der geschlossenen Kammer haben, ausreichend Kühlkörper verteilen und einen aktiven Lüfter an allen Komponenten anbringen, die zu heiß werden.

Trotzdem können weiterhin Probleme auftreten, weshalb Sie einige grundlegende Kenntnisse der Thermodynamik und des Maschinenbaus haben sollten, bevor Sie die Umgebungsluft auf 60 °C oder mehr erhöhen.

Stellen Sie sicher, dass die Bauplatte während des Drucks nicht an Wärme verliert

Wenn Ihre Platine überhitzt oder Sie Verbindungsprobleme mit Ihrer beheizten Bauplatte haben, kann die Temperatur während des Drucks abfallen. Wenn Sie nur den Beginn Ihres Drucks beobachten und erst zurückkommen, wenn er fertig ist, bemerken Sie dies möglicherweise nicht, außer dass Sie ein verzogenes Teil vorfinden.

Delamination von Schichten

Sie betrachten diesen Fehler vielleicht nicht als “Verziehen”, aber er hat nahezu dieselben Ursachen. Deshalb ist er nicht in der „Schlechte Schichtadhäsion“ Seite.

Delamination

Wenn Sie eine unglaubliche Haftung auf dem Druckbett haben, z. B. wenn Sie eine ABS-Slurry verwenden, aber ein großes Teil in einer offenen Umgebung drucken – können Sie statt Verziehen eine Delamination erleben.

Delamination ist, wenn zwei Schichten sich voneinander trennen, selbst wenn alle Vorsichtsmaßnahmen zur Schichthaftung getroffen wurden. Das liegt an denselben Temperaturgradienten und inneren Spannungen, die zuvor erklärt wurden, tritt aber dann auf, wenn die unteren Schichten extrem gut am Druckbett haften.

Der Boden Ihres Drucks mag sich nicht nach oben krümmen und den gesamten Druck mitnehmen, stattdessen wird die Schichthaftung zum Schwachpunkt für diese Schrumpfung/inneren Spannungen.

Wenn Ihnen dies passiert, müssen Sie Ihre Slicer-Einstellungen überprüfen oder Ihre Umgebung/das verwendete Material drastisch ändern.

Wir haben Delamination nur bei sehr großen PLA-Drucken erlebt, wenn die Umgebungsluft ziemlich kalt ist, während sie bei hohen ABS-Drucken in einer offenen Umgebung unvermeidbar sein kann.

Ihre Einstellungen können angepasst werden, um diese Delamination zu verhindern. Je dichter Ihr Teil im Inneren ist, desto wahrscheinlicher ist dies, also versuchen Sie, Ihr Teil mit weniger Infill und ein paar zusätzlichen Außenwänden zu drucken. Drucken Sie langsamer und heißer, um dem Material mehr Zeit zum Abbauen der Spannungen zu geben und mehr Bewegung zu ermöglichen. Sie können Ihren Düsendurchmesser vergrößern, um die Anzahl der Verflechtungen zwischen den Schichten zu erhöhen. Am wichtigsten ist jedoch ein Gehäuse, das die Umgebungstemperatur hoch hält.

Unsere Warp-Free™-Technologie:

Diese Technologie wird von Polymaker in ihrer PolyMide™-Familie (nylonbasiertes Material) verwendet. Wir haben zuvor auf dieser Seite bereits viel über Verziehungsprobleme und mögliche Ursachen gelernt. Diese Technologie löst eine der Ursachen von Verziehungsproblemen: Kristallisation.

Tatsächlich ist Nylon als schwierig zu drucken bekannt, wegen seines Warp-Verhaltens: Beim Drucken führt die schnelle Bildung von Kristallen innerhalb jeder Schicht zu großen inneren Spannungen, die zu Verformungen des Teils führen.

Die Technologie von Polymaker reduziert nicht nur diese Spannungen, sondern erhöht auch die mechanischen Eigenschaften des Bauteils. Die Technologie verlangsamt die Kristallisationsrate des Polymers, wodurch verhindert wird, dass sich schnell kleine Kristalle innerhalb jeder Schicht beim Drucken bilden. Stattdessen erlaubt sie dem Polymer, langsam große Kristalle über Schichten hinweg aufzubauen, da mehrere Schichten gedruckt werden können, bevor Kristalle entstehen. Diese Kristalle über die Schichten hinweg erhöhen außerdem deutlich die Haftung zwischen den Schichten. Aus diesem Grund empfiehlt Polymaker auch, das Bauteil nach dem Druckvorgang zu tempern. Das Tempern stellt sicher, dass das Bauteil seinen höchsten Kristallinitätsgrad erreicht hat und die besten thermischen und mechanischen Eigenschaften aufweist.

Zusammenfassung der Lösungen und Vorsichtsmaßnahmen • Lesen Sie die „Materialwissenschaften”-Seite auf dieser Website, bevor Sie diese Seite lesen. Sie wird Ihnen helfen zu verstehen, warum Verziehen tatsächlich auftritt. • Stellen Sie sicher, dass Ihr Bett eben ist und dass Ihre Z-Höhe beim Start des Drucks korrekt ist. • Verwenden Sie Ihre bevorzugte Methode der Bettadhäsion. Wir mögen die Magigoo-Produktlinie zur Bettadhäsion sehr. • Drucken Sie langsam und heiß, damit das Material mehr Zeit hat, Spannungen abzubauen und mehr Bewegung innerhalb des Materials entsteht. • Drucken Sie mit einem Rand (Brim). • Kennen Sie die richtigen Druckeinstellungen für das Material, das Sie verwenden. • Versuchen Sie, ein Material mit niedrigerer Schrumpfrate und geringeren inneren Spannungen für ähnliche Anwendungen zu verwenden (Polymax PLA, PLA Pro, PETG, CFR-ABS, PolyMide CoPA usw.). • Verwenden Sie einen geschlossenen 3D-Drucker oder bauen Sie ein Gehäuse für Ihre Maschine, verstehen Sie jedoch die Möglichkeit der Überhitzung von Teilen. • Stellen Sie sicher, dass die Bauplatte ihre Temperatur während des gesamten Drucks hält. • Delamination tritt bei höheren Teilen mit guter Bettadhäsion auf. Sie müssen die Dichte Ihres Teils reduzieren, in einer geschlossenen Umgebung drucken oder ein anderes Material verwenden, um dieses Problem zu beheben. • Drucken Sie mit einer größeren Düsenöffnung für mehr Verflechtungen zwischen den Schichten.