Deformazione (Warping)
Tutto sulla deformazione e la stampa 3D
La deformazione delle parti è praticamente inevitabile se non si comprende il materiale o la macchina che si sta usando. La deformazione si verifica quando gli angoli o intere porzioni della stampa si sollevano verso l’alto a causa di raffreddamento irregolare o di una scarsa adesione al piano di stampa.
Non possiamo che consigliare vivamente a tutti di dare un’occhiata alla "Material Science" pagina in modo da capire perché si verifica la deformazione – poiché potrebbe aiutarvi a diagnosticare e risolvere il problema senza leggere questa pagina.
Comprendere la “Parti che non aderiscono al piatto di stampa” Pagina
Devi comprendere completamente questa pagina per poter iniziare anche solo a provare a risolvere i problemi di deformazione. Una stampa avrà una probabilità esponenzialmente più alta di deformarsi quando una parte della stampa, o l’intera stampa, è troppo distante dal piatto di stampa o non è adeguatamente aderente.
Questo è abbastanza facile da capire perché più l’ugello è lontano dal piatto di stampa, minore è l’adesione al piatto e maggiore sarà la probabilità che si sollevi più avanti nella stampa.
Avrai bisogno di un brim su qualsiasi materiale che abbia un alto tasso di restringimento e un elevato stress interno come l’ABS. Per stampe ABS grandi e non circolari avrai bisogno di una emulsione ABS se non puoi mantenere una temperatura dell’aria ambiente intorno ai 45°C.
Comprendi il materiale che stai usando e, se necessario, usa un’alternativa
Quasi mai avrai problemi di deformazione usando un materiale come il PLA, perché il PLA ha un basso tasso di restringimento e meno stress interno (per comprendere meglio questo aspetto, fai riferimento alla pagina “Material Science” ). Parti in PLA molto grandi e ad alta densità dovrebbero usare un piatto riscaldato e un brim, ma è molto raro ottenere deformazioni con il PLA su un piano di stampa livellato.
L’ABS è una questione totalmente diversa, essendo una plastica amorfa termica con molto stress interno durante l’estrusione. Poiché l’ABS richiede anche una temperatura più alta per il piatto di stampa a causa della sua più alta temperatura di transizione vetrosa, il differenziale tra il piatto e l’aria ambiente aumenta.
Sebbene l’ABS sia ottimo per prezzo e funzionalità, questo fattore può rendere impossibile ottenere determinate parti sulla tua macchina senza deformazioni. Per questo è importante comprendere i fattori e le caratteristiche che stai cercando nella tua stampa e se puoi usare un materiale alternativo.
Se richiedi funzionalità meccaniche e convenienza, ma non tieni all’uso di finiture a vapore di acetone o a un’elevata temperatura di transizione vetrosa, suggerivamo di provare il PETG. Ora, con la nuova linea di PLA di Polymaker, consigliamo di dare un’occhiata al nostro Polymax PLA o al loro PLA Pro. Entrambe le opzioni hanno proprietà meccaniche molto robuste e possono sostituire la necessità di usare ABS, purché la resistenza al calore non sia un fattore.
Alcuni materiali in nylon che non hanno una alta temperatura di transizione vetrosa avranno comunque un’elevata probabilità di deformarsi. Questo perché sono semicristallini con strutture che occupano meno spazio quando sono allineate (a temperatura ambiente) rispetto a quando sono caotiche (estruse). Il nylon essenzialmente cristallizza sul tuo piatto di stampa causando deformazioni. Detto ciò, abbiamo implementato la nostra tecnologia Warp Free sui nylon che offriamo, il che significa che non dovresti sperimentare questo problema. Puoi saperne di più su "Material Science".
Per il policarbonato e le miscele a base di policarbonato, preferiamo usare il prodotto PC di Magigoo per una corretta adesione al piatto.
Stampa più lenta e aumenta la temperatura di stampa
Questo potrebbe non funzionare per tutti i materiali, ma per ABS e ASA puoi contribuire a ridurre i problemi di deformazione estraendo più lentamente e a una temperatura più alta. Come trattiamo nella nostra pagina “Material Science” , stampare più lentamente dà al materiale più tempo per rilasciare lo stress. Questo significa che una velocità di estrusione più bassa ridurrà i tuoi problemi di deformazione.
Lo stesso vale per la temperatura di estrusione. Aumentare la temperatura di estrusione significa più movimento all’interno del materiale. Più movimento + più tempo per rilasciare lo stress = meno deformazioni. Stampare ABS il più lentamente possibile sulla tua macchina, insieme a temperature di stampa fino a circa 250-260°C, può aiutare a ridurre questi stress interni e, di conseguenza, ridurre la deformazione.
Stampa in un ambiente chiuso
Quando stampi una parte su un piatto di stampa riscaldato stai automaticamente lavorando in un ambiente con temperature ambientali non uniformi. Quando la stanza è intorno ai 30°C e il tuo piatto riscaldato è a 110°C, c’è un rapido cambiamento di temperatura per le parti vicine al piatto. Sebbene gli stress interni possano essere la ragione principale della deformazione, questa differenza estrema di temperatura causerà anch’essa problemi di deformazione.
Stampare in una macchina chiusa permette all’aria ambiente di rimanere un po’ più calda, grazie alla cattura del calore emesso dal piatto di stampa. Ciò significa che l’aria ambiente è più vicina alla temperatura di transizione vetrosa dell’ABS, consentendo più movimento nel materiale e dandogli più tempo per rilasciare lo stress. Suggeriamo un’aria ambiente di almeno 50°C quando si stampa in ABS o ASA.
Puoi acquistare una stampante chiusa, o parzialmente chiusa, che funziona piuttosto bene se te la puoi permettere. Puoi anche costruire un involucro fai-da-te con acrilico tagliato al laser e alcuni pezzi stampati. Oppure puoi trovare qualche altra costruzione per la quale qualcuno ha pubblicato le istruzioni online.
Quando stampi una parte con alta probabilità di deformazione in una macchina chiusa, vorrai lasciare il piatto alla sua temperatura di stampa per circa 5-10 minuti per permettere all’aria ambiente di riscaldarsi. Una buona temperatura ambiente per l’ABS sarebbe 50°C, e ideale fino a 65°C. Ovviamente non vorresti stampare PLA in quel tipo di ambiente, poiché è vicino o sopra la sua temperatura di transizione vetrosa.
Possono sorgere molti problemi quando permetti all’aria ambiente di salire così in alto. I motori stepper e altri componenti elettronici possono surriscaldarsi e causare malfunzionamenti della stampante. Per questo dovrai avere l’alimentatore e la scheda fuori dalla camera chiusa se possibile, avere abbastanza dissipatori di calore distribuiti e mantenere una ventola attiva su qualsiasi componente che si surriscaldi troppo.
Anche così potresti comunque sperimentare problemi, quindi assicurati di comprendere alcune basi di dinamica termica e ingegneria meccanica prima di portare l’aria ambiente a 60°C o oltre.
Assicurati che il piatto di stampa non perda calore a metà stampa
Se la tua scheda si sta surriscaldando o hai problemi di connettività con il piatto riscaldato, la temperatura potrebbe calare a metà stampa. Se guardi solo l’inizio della stampa e torni quando è finita, potresti neanche accorgerti che questo sta accadendo se non tornando a una parte deformata.
Delaminazione degli strati
Potresti non considerare questo fallimento come “deformazione”, ma ha quasi tutte le stesse cause. Per questo motivo non è incluso nella “Scarsa adesione tra gli strati”.
Se hai un’adesione al piatto incredibile, come quando usi un’emulsione ABS, ma stai stampando una parte grande in un ambiente aperto - puoi sperimentare la delaminazione invece della deformazione.
La delaminazione è quando due strati si separano l’uno dall’altro, anche prendendo tutte le precauzioni per l’adesione degli strati. Ciò è dovuto agli stessi gradienti di temperatura e stress interni spiegati in precedenza, ma si verifica quando gli strati inferiori sono estremamente ben attaccati al piatto di stampa.
Il fondo della tua stampa potrebbe non arricciarsi verso l’alto portando con sé l’intera stampa, ma piuttosto l’adesione tra gli strati diventa il punto di rottura per questo restringimento/stress interno.
Se questo ti sta accadendo, dovrai controllare le impostazioni del tuo slicer o cambiare drasticamente l’ambiente/materiale utilizzato.
Abbiamo riscontrato la delaminazione solo su stampe PLA molto grandi quando l’aria ambiente è abbastanza fredda, mentre può essere inevitabile su stampe ABS alte non in un ambiente chiuso.
Le tue impostazioni possono essere modificate per aiutare a prevenire questa delaminazione. Più densa è la parte all’interno, più probabile sarà che ciò accada, quindi prova a stampare la tua parte con meno infill e qualche parete esterna in più. Stampa più lentamente e più calda per aiutare a rallentare il rilascio di stress del materiale e aumentare il movimento. Puoi aumentare il diametro dell’ugello per aumentare il numero di intrecci tra gli strati. Tuttavia, la cosa più importante è un involucro che mantenga alta la temperatura ambiente.
La nostra tecnologia Warp-Free™:
Questa tecnologia è utilizzata da Polymaker nella loro famiglia PolyMide™ (materiale a base di Nylon). Abbiamo già appreso molto sui problemi di deformazione e sulle potenziali cause principali in questa pagina. Questa tecnologia risolve una delle cause principali dei problemi di deformazione: la cristallizzazione.
Infatti, il Nylon è noto per essere difficile da stampare a causa del suo comportamento di deformazione, perché durante la stampa la rapida formazione di cristalli all’interno di ogni strato crea molto stress interno - risultando nella deformazione delle parti.
La tecnologia di Polymaker non solo riduce questo stress, ma aumenta le proprietà meccaniche della parte. La tecnologia rallenta il tasso di cristallizzazione del polimero, il che impedisce la formazione rapida di piccoli cristalli all’interno di ogni strato mentre vengono stampati. Invece, permette al polimero di formare lentamente grandi cristalli attraverso gli strati, dato che più strati hanno tempo di essere stampati prima della formazione dei cristalli. Questi cristalli attraverso gli strati aumenteranno anche significativamente l’adesione interstrato. Questo è anche il motivo per cui Polymaker raccomanda di ricristallizzare (anneal) la parte dopo il processo di stampa. L’annealing assicura che la parte abbia raggiunto il suo più alto grado di cristallinità, fornendo le migliori proprietà termiche e meccaniche.
Riepilogo dei modi per ridurre la deformazione
Leggi la pagina “Scienze dei Materiali” pagina su questo sito prima di leggere questa pagina. Ti aiuterà a capire perché la deformazione sta effettivamente avvenendo.
Assicurati che il piano sia livellato e che l’altezza Z sia corretta quando inizi la stampa.
Usa il tuo metodo preferito di adesione al piatto. Abbiamo imparato ad apprezzare molto la linea Magigoo o la linea Vision Miner Nano Polymer per l’adesione al piatto.
Stampa lentamente e a temperature elevate per dare al materiale più tempo per rilasciare lo stress e aumentare il movimento all’interno del materiale.
Stampa con un brim.
Conosci le impostazioni di stampa corrette per il materiale che stai usando.
Prova a usare un materiale con un tasso di restringimento e stress interni più basso per applicazioni simili (Polymax PLA, PLA Pro, PETG, CFR-ABS, PolyMide CoPA, ecc.).
Usa una stampante 3D chiusa, o costruisci un involucro per la tua macchina, ma comprendi la possibilità che alcune parti si surriscaldino.
Assicurati che il piatto di stampa mantenga la sua temperatura per tutta la durata della stampa.
La delaminazione si verifica su parti più alte che hanno una buona adesione al piatto. Dovrai ridurre la densità della tua parte, stampare in un ambiente chiuso o usare un materiale diverso per risolvere questo problema.
Stampa con un ugello di diametro maggiore per ottenere più intrecci tra gli strati.
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