Вздутие (Warping)

Все о вздутии и 3D-печати

Деформация (warping) деталей почти неизбежна, если вы не понимаете материал или принтер, которыми пользуетесь. Деформация — это когда углы или целые части печати загибаются вверх из‑за неравномерного охлаждения или из‑за неправильного прилипания к платформе.

Мы настоятельно рекомендуем всем ознакомиться со страницей "Материаловедение" чтобы вы знали, почему происходит деформация — это может помочь диагностировать и исправить проблему без чтения этой страницы.

Поймите раздел «Детали не прилипают к платформе»

Вам нужно полностью понять эту страницу, чтобы даже начать пытаться исправлять проблемы деформации. Шанс деформации печати экспоненциально возрастает, когда часть печати или вся печать находятся слишком далеко от платформы или неправильно прикреплены.

Это довольно просто понять: чем дальше сопло от платформы, тем меньше участие прилипания к платформе и тем выше вероятность того, что деталь позже загнётся вверх.

Вам понадобится «юбка» (brim) для любого материала с высоким коэффициентом усадки и большим внутренним напряжением, такого как ABS. Для крупных несмещённых ABS — печатей вам потребуется ABS‑суспензия (slurry), если вы не можете поддерживать температуру окружающего воздуха около 45°C.

Поймите используемый материал и, возможно, используйте альтернативу

Вы почти никогда не столкнётесь с проблемами деформации при использовании материалов вроде PLA, потому что у PLA низкий коэффициент усадки и меньше внутренних напряжений (чтобы понять это лучше, обратитесь к странице «Материаловедение»). Очень большие и очень плотные детали из PLA должны печататься с подогреваемой платформой и юбкой, но деформация PLA на ровной платформе встречается крайне редко.

С ABS всё совсем иначе: это аморфный термопласт с большим внутренним напряжением при экструзии. Поскольку ABS также требует более высокой температуры платформы из‑за более высокой температуры стеклования, разница между платформой и окружающим воздухом увеличивается.

Хотя ABS хорош по цене и функциональности, этот фактор может сделать невозможным получение некоторых деталей на вашем принтере без деформации. Поэтому важно понимать факторы и особенности, которые вы ожидаете от печати, и можно ли использовать альтернативный материал.

Если вам нужна механическая функциональность и доступность, но вам не важна обработка паром ацетона или высокая температура стеклования, ранее мы предлагали попробовать PETG. Сейчас с новой линейкой PLA от Polymaker мы советуем обратить внимание на Polymax PLA или их PLA Pro. Оба варианта обладают очень хорошими механическими свойствами и могут заменить ABS, если устойчивость к нагреву не является критическим фактором.

Некоторые нейлоновые материалы, у которых нет высокой температуры стеклования, всё равно имеют высокий риск деформации. Это потому, что они полукристаллические: их структуры занимают меньше места в упорядоченном состоянии (при комнатной температуре), чем в хаотичном (после экструзии). Нейлон фактически кристаллизуется на вашей платформе, вызывая деформацию. Тем не менее мы внедрили нашу технологию Warp Free в нейлоны, которые мы предлагаем, поэтому вы не должны сталкиваться с этой проблемой. Подробнее вы можете узнать на странице "Материаловедение".

Для поликарбоната и его смесей мы предпочитаем использовать продукт Magigoo для PC для надлежащего прилипания к платформе.

Печатайте медленнее и повышайте температуру печати

Это может не сработать для всех материалов, но для ABS и ASA вы можете уменьшить проблемы деформации, экструзией медленнее и при более высокой температуре. Как мы описываем на нашей странице «Материаловедение» , более медленная печать даёт материалу больше времени для снятия напряжений. Это означает, что меньшая скорость экструзии уменьшит проблемы деформации.

То же самое относится к температуре экструдирования. Повышение температуры экструдирования означает больше движения внутри материала. Больше движения + больше времени для снятия напряжений = меньше деформации. Печать ABS как можно медленнее на вашем принтере, с температурами экструдера примерно 250–260°C, может помочь уменьшить внутренние напряжения и, следовательно, снизить деформацию.

Печать в закрытой камере

Когда вы печатаете на подогреваемой платформе, вы автоматически работаете в среде с неравномерными температурами. Когда в комнате около 30°C, а платформа нагрета до 110°C, для слоёв, близких к платформе, происходит быстрое изменение температуры. Хотя внутренние напряжения могут быть основной причиной деформации, эта экстремальная температурная разница также вызовет проблемы деформации.

Печать в закрытой камере позволяет поддерживать более тёплый окружающий воздух за счёт улавливания тепла, выделяемого платформой. Это делает температуру воздуха ближе к температуре стеклования ABS, позволяя материалу больше двигаться и давая ему больше времени для снятия напряжений. Мы рекомендуем поддерживать температуру воздуха не менее 50°C при печати ABS или ASA.

Вы можете купить принтер с закрытой или частично закрытой камерой, что отлично работает, если вы можете себе это позволить. Также можно собрать самодельную камеру из лазерно‑вырезанного акрила и нескольких распечатанных деталей. Либо найти инструкции по сборке, которые кто‑то уже опубликовал в сети.

При печати детали с высокой вероятностью деформации в закрытой камере вы должны дать платформе прогреться до рабочей температуры в течение примерно 5–10 минут, чтобы нагрелся окружающий воздух. Хорошая температура воздуха для ABS — 50°C, оптимально — до 65°C. Очевидно, что PLA в такой среде печатать не стоит, так как это около или выше его температуры стеклования.

При подъёме температуры окружающего воздуха до таких значений могут возникнуть многие проблемы. Шаговые двигатели и электроника могут перегреться и вызвать отказ принтера. Поэтому при возможности блок питания и плата должны находиться за пределами закрытой камеры, нужно разместить достаточное количество радиаторов и держать активные вентиляторы на компонентах, которые чрезмерно нагреваются.

Даже в этом случае вы всё ещё можете столкнуться с проблемами, поэтому убедитесь, что понимаете базовые принципы термодинамики и механики, прежде чем доводить температуру окружающего воздуха до 60°C или выше.

Убедитесь, что платформа не теряет тепло во время печати

Если ваша плата перегревается или у вас проблемы с подключением к подогреваемой платформе, температура может упасть в середине печати. Если вы следите только за началом печати и возвращаетесь в конце, вы можете не заметить этого, кроме как по возвращённой деформированной детали.

Расслоение слоёв (delamination)

Вы можете не считать эту неисправность «деформацией», но причин её появления почти те же. Поэтому она не включена в раздел «Плохое сцепление слоёв» страницу.

Деламинация

Если у вас превосходное прилипание к платформе, например при использовании ABS‑суспензии, но вы печатаете большую деталь в открытой среде, вы можете столкнуться с расслоением вместо деформации.

Расслоение — это когда два слоя отделяются друг от друга, даже если приняты все меры для прилипания слоёв. Это происходит из‑за тех же температурных градиентов и внутренних напряжений, объяснённых ранее, но случается тогда, когда нижние слои очень хорошо приклеены к платформе.

Нижняя часть печати может не загибаться вверх, унося с собой всю деталь; вместо этого прочность соединения между слоями становится слабым звеном при усадке/внутренних напряжениях.

Если это происходит, вам нужно будет проверить настройки слайсера или кардинально изменить окружение/используемый материал.

Мы сталкивались с расслоением только на очень больших печатях из PLA при довольно холодном окружающем воздухе, тогда как на высоких деталях из ABS вне закрытой камеры это может быть неизбежно.

Вы можете настроить параметры, чтобы помочь предотвратить расслоение. Чем плотнее внутренняя структура детали, тем вероятнее это произойдёт, поэтому попробуйте печатать с меньшим заполнением и на пару больше оболочек. Печатайте медленнее и горячее, чтобы замедлить освобождение напряжений в материале и увеличить его подвижность. Можно увеличить диаметр сопла, чтобы усилить переплетение между слоями. Самое важное — закрытая камера, поддерживающая высокую температуру окружающего воздуха.

Наша технология Warp‑Free™:

Эта технология используется Polymaker в их семействе PolyMide™ (на основе нейлона). Мы уже много узнали о проблемах деформации и возможных корнях причин на этой странице. Эта технология решает одну из корневых причин деформации: кристаллизацию.

Действительно, нейлон известен как материал, сложный в печати из‑за своей склонности к деформации: при печати быстрая формация кристаллов в каждом слое создаёт большое внутреннее напряжение, приводящее к деформации деталей.

Технология Polymaker не только снижает это напряжение, но и повышает механические свойства детали. Технология замедляет скорость кристаллизации полимера, что предотвращает быстрое образование мелких кристаллов в каждом слое при печати. Вместо этого полимеру даётся возможность медленно образовывать крупные кристаллы через слои, поскольку несколько слоёв успевают напечататься до образования кристаллов. Эти кристаллы через слои также значительно увеличивают адгезию между слоями. Именно поэтому Polymaker рекомендует отжигать деталь после печати. Отжиг обеспечивает достижение деталью максимальной степени кристалличности, обеспечивая лучшие термические и механические свойства.

Краткое резюме способов уменьшить деформацию

• Прочтите страницу «Материаловедение» на этом сайте перед чтением этой страницы. Это поможет вам понять, почему деформация действительно происходит.

• Убедитесь, что платформа выровнена и высота Z верна при начале печати.

• Используйте предпочитаемый метод прилипания к платформе. Нам очень понравились линии Magigoo или Vision Miner Nano Polymer для прилипания.

• Печатайте медленно и при высокой температуре, чтобы дать материалу больше времени для снятия напряжений и увеличить подвижность в материале.

• Печатайте с юбкой (brim).

• Знайте правильные настройки печати для используемого материала.

• Попробуйте использовать материал с более низким коэффициентом усадки и внутренними напряжениями для аналогичных применений (Polymax PLA, PLA Pro, PETG, CFR‑ABS, PolyMide CoPA и т.д.).

• Используйте закрытый 3D‑принтер или постройте камеру для вашего принтера, но учитывайте возможность перегрева деталей.

• Убедитесь, что платформа поддерживает свою температуру на протяжении всей печати.

• Расслоение происходит на высоких деталях при хорошем прилипания к платформе. Вам нужно уменьшить плотность детали, печатать в закрытой среде или использовать другой материал, чтобы решить эту проблему.

• Печатайте с соплом большего диаметра для лучшего переплетения слоёв.