Обслуживание 3D-принтера: советы по настройке FDM принтера

Правильное обслуживание 3D-принтера необходимо для поддержания его работоспособности. Узнайте, что для этого требуется и для чего.

Любое оборудование требует технического обслуживания, в том числе и небольшие настольные 3D-принтеры. Производители обычно предоставляют небольшой контрольный список действий по профилактическому обслуживанию, но к сожалению, люди склонны откладывать, а то и вовсе игнорировать профилактическое обслуживание.

Тем не менее, соблюдение режима планового технического обслуживания имеет ряд важных преимуществ. Правильно обслуживаемый 3D-принтер будет работать как положено, если не лучше, а периодов простоя можно избежать. Время и усилия, затраченные на техническое обслуживание, могут сэкономить часы поиска неисправностей и даже дни и недели ожидания поставок запасных частей. Что еще более важно, регулярное техническое обслуживание — это критически важный фактор безопасности, особенно когда речь идет о настольных 3D-принтерах.

В этой статье мы представим список действий, необходимых для поддержания FDM 3D-принтеров в хорошем состоянии, обеспечивая надежность и качество отпечатков. Вместо подробных руководств мы обсудим основы, включая причины важности каждого метода.

Инструменты

Прежде чем приступить к работе, неплохо бы иметь под рукой хороший набор инструментов. Это определенно облегчит жизнь. Базовый набор должен включать следующее:

• Отвертки, шестигранные ключи и плоскогубцы
• Проволочная щетка (необязательно, но рекомендуется)
• Консистентная смазка или смазка для осей и направляющих
• Чистящие средства, например салфетки и IPA
• Маленькая кисточка для удаления пыли с электроники

Профилактика

Профилактическое обслуживание — это регулярно выполняемые задачи, которые поддерживают бесперебойную работу машины и снижают вероятность неожиданных отказов. Оно также продлевает жизненный цикл компонентов, снижая затраты, связанные с последующей заменой этих деталей, и время простоя, необходимое для выполнения этой работы.

Частота профилактических проверок зависит от частоты использования. Чем чаще используется 3D-принтер, тем чаще должны выполняться профилактические работы.

Легкая очистка и осмотр

Прежде всего, уделите некоторое время осмотру машины и ее основных компонентов. Для точной оценки любых повреждений и потенциальных проблем пригодится небольшая чистка. На данный момент простой очистки от пыли будет достаточно.

Все электрические кабели и разъемы должны быть проверены на наличие повреждений и плотность соединения. Уделите особое внимание разъемам хотенда и пластине стола, так как они потребляют больший ток, представляя потенциальную опасность возгорания.

Механические компоненты также должны быть проверены на предмет износа. Винты следует затягивать по мере необходимости, особенно те, которые крепятся к пластиковым деталям, склонным со временем ослабевать. Проверьте все винты шкива ремня и при необходимости подтяните их.

Для 3D-принтеров с V-образным пазом, таких как большинство принтеров Creality, обязательно проверьте каретки на шатание (как стола, так и печатающей головки), это может произойти, если колеса слишком ослаблены. В противном случае, если колеса слишком тугие, каретки могут двигаться не плавно. Затяните или ослабьте колеса по мере необходимости (если это вообще необходимо).

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Скоплению пыли и нарушению движения
• Нарушение работы электроники из-за повреждения кабелей и разъемов
• Вибрации и звону

Проверка осей и направляющих

Линейные направляющие обеспечивают плавное и точное перемещение по осям. При правильном обслуживании они могут улучшить общее качество печати, поскольку FDM сильно зависит от хорошо контролируемого линейного перемещения.

Есть также преимущества с точки зрения пожарной безопасности. Механическое трение и нарушения движения требуют большего крутящего момента от шаговых двигателей, что часто приводит к перегреву.

Как линейные стержни с шарикоподшипниками, так и линейные рельсы с направляющими каретками требуют определенной смазки для уменьшения износа, вызванного трением. В зависимости от того, как долго эти компоненты работали без смазки, может возникнуть необходимость в их замене. Смазка направляющих винтов (обычно по оси Z) также рекомендуется, но часто игнорируется.

Выбор смазочного материала

Существуют буквально десятки различных смазок, поэтому обязательно проверьте, что рекомендует производитель вашего 3D-принтера. С учетом сказанного распространенные смазки для 3D-принтеров включают белые литиевые смазки и сухие смазки, такие как силикон и тефлон.

Помните, что WD-40 не является смазкой! Нанесение его на трапецеидальный винт и направляющие может даже удалить смазку.

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Чрезмерный шум
• Плохой адгезии
• Перегрев шаговых двигателей

Регулировка натяжения ремня

В большинстве 3D-принтеров используются зубчатые ремни, по крайней мере, по двум осям. Легкие ремни передают движение очень эффективно, но должны быть правильно натянуты.

Если они слишком слабые, ремень может провисать и даже пропускать зубья. Кроме того, они плохо реагируют на резкие изменения скорости и направления движения, при этом ухудшение качества поверхности особенно заметно на высоких скоростях печати или в более тяжелых установках, таких как экструдеры с прямым приводом. Слишком тугое натяжение может привести к перегреву двигателей.

Как отрегулировать ремень

Зубчатые ремни, используемые в настольных 3D-принтерах, обычно изготавливаются из резины и иногда армируются стекловолокном или сталью. Независимо от конструкции, со временем они теряют герметичность и требуют регулировки. Чтобы помочь в этом, некоторые производители, например Prusa, поставляют направляющие для натяжения.

Многие настольные 3D-принтеры имеют встроенные механизмы натяжения ремня, которые довольно просты в использовании и обычно требуют простой регулировки винтом. На некоторых 3D-принтерах для регулировки натяжения ремня может потребоваться немного повозиться. Если это ваш случай, возможно стоит распечатать и установить механизм натяжения — на Thingiverse есть множество моделей.

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Смещение слоев
• проблемам с зазором
• неточности в размерах отпечатков, либо они больше или меньше, чем должны быть

Чистка сопла

Уделяйте особое внимание соплу вашего принтера. Очевидно, что это одна из самых важных частей FDM 3D-принтера, но даже несмотря на это, люди склонны пренебрегать ею, пока она не засорится.

Даже без засорения сопло может внешне стать довольно грязным. Это может привести к тому, что отпечаток будет испорчен капельками, а комната наполнится ужасным запахом горелого пластика.

Регулярная чистка сопла

Старайтесь содержать сопло в чистоте, насколько это возможно. Нагрейте его и с помощью проволочной щетки удалите весь расплавленный и нерасплавленный пластик, накопившийся за несколько отпечатков. Можно также использовать небольшие щипцы или толстые тряпки, но только будьте очень осторожны, чтобы не обжечься.

Пока вы занимаетесь этим, очистите также блок нагревателя и, возможно, подумайте о том, чтобы установить на него силиконовый чехол.

Примечание: Если вы используете проволочную щетку, рекомендуется выключить принтер, так как лишний металл может вызвать короткое замыкание между питающимися компонентами. (Есть даже сообщения о том, что некоторые принтеры повреждают свои материнские платы).

Чистящий филамент

Иногда сопло засоряется лишь частично и это немного сложнее. Хотя на рынке есть филаменты, специально предназначенные для очистки, если вы подозреваете, что сопло засорилось, попробуйте выполнить очистку на холодную. В качестве альтернативы вы можете поднять температуру сопла как можно выше и подать через него высокотемпературный филамент, такой как ABS или PETG.

И последнее, но не менее важное: правильная замена филамента помогает в работе. Во избежание засорения всегда помните, что температура сопла должна соответствовать материалу с самой высокой температурой печати.

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Проблемам с экструзией, таким как недоэкструзия и переэкструзия
• Засорению и текучести
• Образование капель и прыщей

Стол

Правильная адгезия первого слоя является главным приоритетом для 3D-печати FDM. Без него детали могут отделяться в середине печати, а углы могут деформироваться, особенно при печати термочувствительных материалов, таких как ABS. Независимо от стратегии, используемой для приклеивания отпечатков к столу, следите за тем, чтобы она была как можно более чистой.

Пыль и грязь накапливаются очень легко и даже органических масел, присутствующих на кончиках наших пальцев, достаточно, чтобы разрушить адгезию пластика. Для стеклянных кроватей рекомендуется использовать чистящий спирт, например IPA.

Использование клеевых карандашей — распространенное решение, но они могут скапливаться толстым слоем, что потребует отскабливания и мытья монтажной платы с мылом в раковине. Для тех, кто использует ленты или специальные клейкие наклейки, проверьте их на наличие повреждений и при необходимости замените.

Выравнивание стола

После очистки убедитесь, что стол выровнен. Это хорошая идея, даже если используется автоматическое выравнивание. Для тех, кто использует материалы с высоким тепловым сжатием, такие как нейлон или ПК, возможно подойдут листы PEI или обновление оборудования, например новая пластина с подогревом.

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Деформация
• Неровные первые слои
• Плохая адгезия первого слоя

Очистка филамента

В зависимости от того, как хранится катушка или как долго она находится в принтере, на филаменте накапливаются мелкие частицы пыли. Эти частицы могут быть настолько крошечными, что часто остаются незамеченными, но они могут повлиять на ваши отпечатки и сопла.

Правильное хранение филамента может быть именно тем, что необходимо для предотвращения накопления частиц. Защита от влаги — дополнительный бонус.

Фильтр для филамента

На филаментах, уже поданных в принтер, пыль может скапливаться довольно быстро, особенно в условиях цеха или 3D-принтеров, расположенных рядом с ЧПУ. Так называемые губчатые фильтры для филамента, которые крепятся к филаменту перед экструдером, могут использоваться для сбора пыли по мере прохождения филамента.

Фильтры можно сделать самостоятельно — модели доступны на сайте Thingiverse. Некоторые пользователи даже наносят немного масла на губки, чтобы смазать более жесткие филаменты, такие как PLA, в длинных боуденовских установках. Эффективность этих масляных фильтров, однако вызывает много споров.

Поэтому рассмотрите возможность установки фильтра на ваш принтер. Мы можем обещать, что вы будете удивлены количеством грязи, попавшей на него. Только не забывайте чистить и периодически заменять губку в рамках профилактического обслуживания.

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Засорению сопла
• Нарастанию трения в трубках Боудена
• Образование паутины из-за влажного филамента

Калибровка

Многие из рассмотренных до сих пор задач профилактического обслуживания предполагают разборку и регулировку. Последний шаг — убедиться, что 3D-принтер работает и работает хорошо.

Если вы уверены, что все в рабочем состоянии, начните с простой печати, например с калибровочного кубика XYZ. Это хороший способ проверить адгезию стола и качество поверхности, а также оценить, что еще нужно отрегулировать.

Если с момента последней тщательной калибровки прошло много времени, мы настоятельно рекомендуем вам пройти полный процесс калибровки, включая шаги экструдера на миллиметр.

Завершите калибровку печатью на старом добром 3D Benchy. Проверьте печать на качество, точность, чистоту и другие характеристики.

Если во время пробной печати что-то пойдет не так, самое время устранить неполадки.

Не соблюдения данного правила может привести к:

• Низкое качество отпечатков
• Проблемы с экструзией, такие как недоэкструзия и переэкструзия
• Перегрев

Плановое обслуживание

Плановое обслуживание отличается от профилактического, поскольку оно проводится реже, не ориентировано на рутинную проверку оборудования и обычно требует больше усилий. Для настольных 3D-принтеров оно включает задачи и проблемы, которые обычно сложнее оценить, что мы увидим ниже. Тем не менее, это важные действия, которые будут способствовать повышению производительности и уменьшению количества неожиданных проблем.

Замена сопла

Даже при регулярно чистить сопло хотенда, о которой говорилось выше, стандартные латунные сопла большинства FDM 3D-принтеров со временем изнашиваются как снаружи, так и внутри. Это часто ускоряется у тех, кто печатает композитными материалами, такими как углеродное волокно и металлические филаменты.

Поскольку сопло деградирует в течение длительного периода времени, обнаружить это повреждение довольно сложно. Хотя резких изменений в качестве печати не происходит, тонкая деградация происходит отпечаток за отпечатком. По этой причине очень важно планировать замену сопел в течение года, чтобы быть уверенным, что сопло всегда будет в хорошем состоянии.

Интервал замены сопла

Частота замены сопла зависит от его использования. Хорошо ухоженное сопло, используемое только с PLA, может прослужить долго, но, как правило, замена должна производиться каждые три-шесть месяцев. Чтобы избежать специальной калибровки, хорошо проводить замену во время выполнения профилактических работ, описанных выше.

Тип сопла

Латунные сопла недороги и хорошо подходят для неабразивных филаментов, таких как PLA и ABS. Если вы печатаете абразивными композитными материалами, вам следует рассмотреть возможность замены на другой тип сопла, специально разработанный для работы с такими материалами. Переход на сопла E3D из закаленной стали или Ruby Nozzle значительно сократит частоту замены сопел вашего 3D-принтера.