Проблемы Печати С Гибким Филаментом

Для домашних 3D-принтеров уже придумано десятки гибких филаментов разного типа.

Обладатели данных устройств наверняка потратили несколько километров ABS или PLA-материала, но иногда так хочется напечатать что-то интересное, например оригинальный чехол для телефона или необычный брелок, который не сломается в кармане, а обычные филаменты для этого не подходят.

И вот вы купили TPU, заправили его в принтер, выставили нужные параметры и нажали на печать. После непродолжительного времени вы понимаете, что-то не так: пластик идет с задержками или пропусками либо не подается вовсе.

Что такое гибкий филамент (flexible)?

Охарактеризовать материал можно так: мягкий, гибкий и прочный, хорошо растягивается и не проводит электричество, легкий и долговечный. Гибкий филамент нашел свое применение во многих сферах: в автомобильном строении и электронике, медицине, спорте, рыбалке и т.д. Этот материал хорошо подходит для изготовления прокладок, чехлов и гибких насадок, обуви, кнопок, перчаток, диэлектрических ручек. Существует другое название гибкого филамента TPU доступен для трехмерной печати рядовому потребителю.

Проблемы печати и их решения

Каждый, кто купил TPU, наверняка читал в интернете о его свойствах и уже знает, что материал способен растягиваться в 5-6 раз. Это хорошо для изделий конечного пользования: можно напечатать чехол «не в размере» и все равно натянуть на телефон. Однако его чрезмерная гибкость вызывает множество проблем в процессе печати.

К сожалению, большинство принтеров, продающихся в розницу, не могут печатать этим пластиком без дополнительных модификаций. Для начала разберем некоторые правила печати flexible и подобными материалами.

Правило первое: медленная печать

Забудьте о скоростной печати резиновыми пластиками. Это в принципе невозможно, особенно если подача пластика происходит через систему Bowden. Материал, конечно, растягивается хорошо, но и сжимается не хуже. Каждый лишний сантиметр фторопластовой трубки делает flex-печать сложнее.

Если печатать ABS, подающий механизм проталкивает филамент в сопло, где она расплавляется и под давлением выходит из хотенда. ABS, PLA и подобные материалы – твердые, поэтому скорость подачи можно регулировать экструдером. С гибким филаментом такой номер не пройдет. Этот материал должен выливаться из экструдера под собственной тяжестью, а мотор всего лишь подает пластик, а не толкает его.

Максимальная скорость flex-печати – 30 мм в секунду при максимально допустимой температуре. Оптимальный скоростной печати – 10-15 мм в сек. Ставить скорость больше нет абсолютно никакого смысла, так как шестерня для зацепа филамента все равно будет проскальзывать.

Правило второе: ретракт в топку!

В ретракте гибкого филамента нет никакого смысла. Здесь ключевую роль играет скорость свободного перемещения печатающей головки. Можно задать максимально возможную скорость, чтобы уменьшить неконтролируемые падения «соплей». Поскольку пластик вытекает медленно, дефектов от отсутствия ретракта практически нет, разве что при перемещении на большие расстояния.

Правило третье: сушите филамент перед печатью

Большинство материалов впитывают влагу из окружающей среды, из-за этого в процессе печати пластик пузырится, а слои сцепляются плохо. Рекомендуется хранить филамент в герметичном контейнере с силикагелем (маленькие бумажные пакетики с абсорбентом, часто их можно найти в коробке при покупке обуви). Можно поступить иначе: насыпать в контейнер обычный рис, прекрасно впитывающий влагу. В сети есть рекомендации по сушке филамента в духовке при 80 градусах в течении 1-2 часов.

А теперь об аппаратных проблемах

Вернемся к типу подачи пластика. Есть два вида подачи – упомянутый Боуден и Директ привод.

У боуден экструдера подача пластика расположена отдельно от печатающей головы и соединяется с экструдером через длинную фторопластовую трубку. Решение позволяет разгрузить печатающую головку от лишнего веса мотора, но таким принтерам нужна хорошая настройка отката

У директ привода мотор соединен с экструдером напрямую и двигается вместе с экструдером. Такой тип соединения позволяет добиться качественной печати при минимальном ретракте. При свободном перемещении экструдера на деталь не попадут капли материала, но при этом из-за большого веса головы в жертву приносится скорость самой печати

Если говорить о скорости, то максимальный прирост от системы директ привод при печати гибким филаментом составит около 5-10 мм в сек. Если для вас это важно, придется переделывать принтер.

Скорость печати — это не проблема, а скорее издержка. Настоящая проблема – это сам механизм подачи.

Дело в том, что если пластик будет подаваться слишком быстро, то есть подающий механизм затягивает пластик в экструдер быстрее, чем от него избавляется, материал может замяться в зазорах между отверстием и шестерней.

Апгрейд первый: уменьшаем зазоры

Принтеры, печатающие гибкими пластиками, в данном апдейте не нуждаются, так как производители знают о проблеме и делают зазоры подающего механизма минимальными. Тем, кто собирается печатать гибким филаментом, необходимо самим смоделировать новый тип подачи либо скачать и распечатать новый тип механизма на своем принтере, прежде чем что-то переделывать

Менее затратный способ – это постараться уменьшить зазор с помощью подручных средств, например, воспользоваться кусочком фторопластовой трубки (PTFE трубка).

Апгрейд второй: подогреваемый стол

Данный апдейт необходим для надежного сцепления первого слоя. Подойдет для тех людей, чьи принтеры до сих пор не оборудованы подогреваемым столом. Для фиксации нижнего слоя также необходимо воспользоваться клеем-карандашом, синим молярным скотчем или ситалловым стеклом. Поверхность рабочего стола должна быть разогрета примерно до 70-80 градусов, этого достаточно для хорошей адгезии.

После всех усовершенствовании эксперименты с flex только начинаются. Для первых сеансов лучше скачать или смоделировать тестовый образец, который быстро печатается и сразу позволяет обнаружить все косяки.

Часть настроек можно использовать от материала ABS, экспериментировать нужно будет только с параметрами температуры сопла, количеством подачи материала для первого слоя и всех остальных.

Советы по настройке и печати гибким филаментом

Каждый отдельный случай необходимо рассматривать индивидуально, но некоторые из них можно обобщить.

1. Поначалу вы скорее всего столкнетесь с недоэкструзией. В этом случае надо поднять скорость подачи пластика на 10-15%.
2. Необходимо подобрать правильную температуру, чтобы сопло было горячим и давало вытекать пластику под собственным весом. Начните с 200 градусов, постепенно после каждого тестового образца увеличивайте температуру на 5 градусов и снова запускайте печать. Результат сравнивайте с предыдущим образцом. Для flexible 230 градусов – оптимальная температура, однако тут многое зависит от термодатчика и поставщика филамента.
3. Если температура уже выше допустимой, а недоэкструзия наблюдается после каждого теста, обратите внимание на саму катушку материала. Бывают случаи, когда катушка плохо сбрасывает филамент, или путаются нити филамента. В процессе печати он растягивается, от этого происходит недоэкструзия.

Неявная проблема с радиаторами

Между хотендом и подачей должен стоять хорошо обдуваемый радиатор. Если он сильно греется, это также может вызывать плохую экструзию. Материал должен расплавляться исключительно в хотенде. Если нагрев будет происходить в холодной зоне, пластик будет застревать. Необходимо провести еще одну модификацию по улучшению обдува радиатора.

Если у вас покупной принтер, но он не умеет печатать гибким филаментом из коробки, придется повозиться. Хорошо, что для апгрейда устройства вам не придется бегать по магазинам в поисках дополнительных деталей и запчастей: вы можете напечатать их сами, ведь для этих целей и был придуман 3D-принтер.