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挤出机电机跳步 / 喷嘴堵塞

如果你使用的是无齿轮挤出机,尤其是那种以Bowden方式安装的——例如原厂的Ender 3,最终很可能会遇到挤出机电机打滑的问题,你会听到来自挤出机的咔嗒声。当你查看挤出机时,会看到齿纹齿轮跳动,并且你会出现挤出不足、挤出不均匀,或根本不挤出的情况。

最常见的原因是挤出机步进电机没有足够的扭矩来克服将耗材推过喷嘴所需的力。这可能由几种不同情况引起,这也是为什么带齿轮比的挤出机更受青睐。这个机械优势会使步进电机转得更快(更高的E步进数),但会降低施加在步进电机上的扭矩。

当使用双驱动、有齿轮比的挤出机,尤其是直连(非Bowden)方式时,挤出机电机跳步通常不会成为问题——除非你第一层打印距离打印床太近或喷嘴堵塞。无论挤出机是否为双驱动,合适的齿轮比确实非常有帮助。我们实际上注意到,没有高于1:1齿轮比但采用双齿轮结构的挤出机仍然会有大量电机跳步的问题。真正起作用的是齿轮比。尽管如此,下面列出了一些可以消除这些挤出机电机跳步的方法。

你的第一层离打印床太近了吗?

获取正确的第一层Z高度至关重要。当喷嘴离打印床太远时,你可能会得到一团乱丝或导致热端堵塞。当热端离得太近时,你可能会损坏打印床或喷嘴,或者只是遇到挤出机电机跳步。

当喷嘴太近时,挤出机试图通过喷嘴推出耗材,但没有足够的空间让耗材流出,这会导致挤出机电机无法再推送更多材料。这会导致耗材被剥离或挤出机电机跳步。

确保给第一层足够的空间让耗材能正确铺展,以避免这种烦恼。

放慢打印速度。

挤出机发出跳动声的一个常见原因是你打印速度太快。你的喷嘴根据其直径只能推出有限量的耗材。因此,就像交通瓶颈一样,如果你尝试推进过快(尤其是在无齿轮挤出机和小直径喷嘴时),会出现停滞。

这可能导致耗材被磨损或挤出机步进电机跳步。一般经验法则是在无齿轮挤出机上不要以超过喷嘴直径100倍的速度打印。所以如果你使用0.4mm喷嘴,应将打印速度限制为40mm/s,并根据表现进行调整——特别是在使用便宜机器上标配的基础挤出机时。对行业中一些有经验的人来说这可能很慢,但这是我们在无齿轮、塑料原厂挤出机上打印时使用的粗略估计。像Bambu Lab等提供的新型快速机器显然可以运行得更快。

如果你的机器有LCD屏幕,你可以在打印中途测试这一点。大多数LCD设置设计为在打印中旋转旋钮时会改变进给速率(速度)。较新的机器会有一个叫“进给率”或简称“FR”的选项。如果你听到咔嗒声并想看看降低速度是否能解决问题,请降低此进给率。先降到90%或更低,观察跳步是否减少。你也可以在切片软件中直接降低速度并重新生成G-code。

如果问题仍然存在,你可能需要检查耗材中是否含有过多水分。

提高挤出温度

在尝试这一点之前,确保你的问题不是由热爬或喷嘴堵塞引起的。如果你由于热爬在热管内发生堵塞,增加挤出温度只会使问题更糟。

如果没有热爬问题且机器的热管接近室温,你可以尝试稍微提高挤出温度以降低步进电机跳步的可能性。通常不希望超出推荐的打印温度范围,但有时我们确实需要这样做才能正常打印。这可能无效,因此本页还提供了其他解释,但如果你以低于耗材所需的温度打印,耗材不会达到合适的粘度。

只要你仍在材料允许的挤出温度范围内,适度提高温度会让更多耗材以更快的速率通过喷嘴。

更换材料类型时要小心

就像喷嘴堵塞和喷嘴上积料一样,更换耗材类型时也要小心以避免挤出机电机跳步。当你从高温材料切换到低温材料,比如从ABS切换到PLA时,必须确保在继续打印前清除所有先前的材料。如果你只是将热端加热到210°C然后推进PLA,就很可能热端内仍残留一些ABS。

最好的方法是做冷拔(cold pull),即以先前使用的材料温度推进耗材,然后让热端冷却到约130°C,再拉出耗材。重复操作直到先前的材料不再出现。

热端中任何碎屑,或任何可能导致堵塞或阻碍耗材路径的东西,都会导致挤出机电机跳步。

喷嘴太小

你使用的喷嘴越小,越有可能出现步进电机跳步。许多人在使用0.25mm喷嘴和无齿轮挤出机时几乎无法顺利打印。轻微的电机跳步会使打印看起来像是严重挤出不足。即使E步进数正确,打印仍可能看起来像是挤出不足。

这是由于在喷嘴处的瓶颈效应增强造成的。

放松张紧轮的张力

大多数挤出机设置都有一个张紧轮,可以调节张力——将耗材夹在齿纹齿轮或螺栓之间。这个张力对于防止耗材被磨损并确保正确量的材料被推出挤出机是必要的。

虽然需要适度的张力,但当然也可能过紧。当过紧时你实际上会将耗材压扁,使其变得过宽而难以进给。当材料太宽以致不能进给时,你会遇到类似热爬的问题,或者耗材被剥离,但也可能导致挤出机电机跳步。

在扭矩不大的电机上夹得太紧也会在接触点引起跳步。虽然紧的张紧轮有利于抓牢耗材,但这会使挤出机电机更难转动,尤其是在无齿轮配置上。

如果你注意到张紧轮非常紧并且步进电机在跳步,尝试稍微放松它。不幸的是,像Ender 3等便宜机器上自带的塑料劣质挤出机通常没有办法调节这个张力。减少张紧轮张力的唯一办法可能是剪断弹簧或更换弹簧,但这样可能会使张紧轮太松。如果太松,齿纹齿轮或螺栓会开始在耗材上打滑,从而出现挤出不足。

确保耗材路径畅通

确保耗材路径畅通的第一步是检查喷嘴堵塞和热端残留物。你需要确保热管内的路径没有旧材料和碎屑。可以在通风良好的区域通过加热烤出旧塑料来清理。

除了旧材料和碎屑外,我们还在谈论耗材在被送入挤出机前所经过的实际通道。如果你的3D打印机的滑架(carriage)变形,或加工公差不合格,可能会导致耗材无法顺畅通过。耗材要到达热管前需要的大弯角会增加进给的难度。线轴或通向挤出机的路径上的阻力也会引起问题。

你可能需要为机器打印零件(或购买零件),以安装公差更严格、到热端路径更顺畅的新挤出机。这也是为什么只想从信誉良好的制造商那里购买热端,他们具有严格的公差控制。

全金属热端允许在不使用特氟龙管(PTFE管)的情况下加热。PTFE管在长期加热过程中可能发生变形,从而使耗材路径不再畅通。

你还应该拆开挤出机并确保没有东西阻塞那段通道。那里可能有一段断裂的耗材你看不到,但它正阻碍耗材顺利通过。

将PTFE管推到底部

如果你使用的不是全金属热端的原厂热端,你需要确保PTFE管已完全推入加热块。如果加热块与管子之间有间隙,肯定会至少导致轻微堵塞,并使挤出机跳步变得更严重。显然全金属热端上不会有这个问题。

升级到具有合适齿轮比的挤出机

我们并不喜欢大多数便宜机器上标配的挤出机,因为它们没有合适的齿轮比。这意味着挤出机是1:1比率,电机没有任何机械优势。步进电机每转一圈与齿轮转动推进耗材的关系是直接1:1的。即使一些Creality机器上的金属双驱动挤出机也没有任何机械优势,仍会导致步进电机跳步。幸运的是,现代打印机开始标配更好的挤出机,但早期的机器确实没有。

如果你使用非常小的喷嘴或尝试高速打印,你几乎肯定需要带齿轮比的挤出机。即使使用原厂设置和零件,在便宜机器上标配的基础挤出机上也仍可能出现挤出机电机跳步。

当你更换为带齿轮比的挤出机时,你需要更改E步进值。较高的齿轮比意味着步进电机需要转更多圈才能挤出相同量的材料。

如果使用非常大直径喷嘴,升级热端

当你使用非常大直径的喷嘴(例如1mm)时,除非你非常慢地打印,否则材料很难达到适当的粘度。这是因为你现在要通过喷嘴推动更多的材料体积。如果你想在这些更大喷嘴直径下以合理速度打印,你会需要类似Volcano的热端。

修复方法和预防措施摘要 • 确认第一层没有离打印床太近。 • 放慢打印速度(可在打印时通过挤出机旋钮手动调整)。 • 通过烘干耗材或更换新卷来检查耗材是否含水过多。 • 将挤出温度略微提高一些。 • 放松挤出机张紧轮的张力。 • 保持耗材路径清晰、直通。如有必要,重新打印或在Thingiverse上寻找更合适的挤出机滑架。拆解热端和挤出机以查看是否有任何阻塞。 • 如果步进电流未达上限且无过热问题,可适当增加步进电机电流。供电不足肯定会导致跳步。 • 如果使用小于0.4mm的喷嘴且未升级挤出机,考虑增大喷嘴直径。 • 升级到具有更高齿轮比的挤出机。便宜机器上那些糟糕的原厂挤出机无法胜任。你可以选择E3D、Bondtech、BIQU、DropEffect等许多品牌。即使是E3D的旧Titan挤出机也会大幅减少步进电机跳步问题,因为它具有合适的齿轮比。 • 如果你不想以很慢的速度打印且使用较大直径喷嘴,通常需要升级热端。大直径喷嘴需要类似Volcano热端或其他同类竞争产品。

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