Pola druku 3D nie jest tym czym była kiedyś, w większości przypadków na lepsze. W dzisiejszych czasach mamy desktopowe drukarki SLA, drukarki 3D z bardziej inteligentnymi funkcjami i wymyślnymi opcjami filamentów. Pomimo szerokiej gamy filamentów, które są łatwo dostępne dla użytkowników, ABS pozostaje jednym z najbardziej popularnych materiałów filamentowych.
Słowo ostrzeżenia, jeśli dopiero zamierzasz zacząć drukować z ABS: jest on znany jako jeden z najtrudniejszych materiałów filamentowych do pracy. W tym artykule pomożemy Ci uporać się z jednym z największych wyzwań podczas drukowania z ABS – temperaturą łoża. Dlaczego temperatura łoża jest tak ważna przy drukowaniu z ABS? Do jakiej temperatury powinieneś ustawić swoje podgrzewane łoże?
Co to jest ABS?
ABS to skrót od akrylonitryl-butadien-styren, terpolimer, który składa się z trzech różnych monomerów. Każdy z tych monomerów przyczynia się do fizycznych i chemicznych właściwości ABS. Akrylonitryl zapewnia stabilność chemiczną i termiczną, butadien – twardość i udarność, a styren – gładkie i błyszczące wykończenie produktu końcowego. Zmieniając proporcje każdego z monomerów, ABS można dostosować do własnych potrzeb, tworząc produkty o różnych cechach.
ABS został po raz pierwszy opracowany w latach 50. jako ulepszona wersja standardowej gumy syntetycznej, ale wkrótce znalazł zastosowanie w wielu branżach jako polimer inżynieryjny. Na rynku powszechnym ABS jest częściej spotykany jako materiał w klockach Lego.
Pod względem właściwości fizycznych i chemicznych ABS plasuje się gdzieś pomiędzy tworzywami sztucznymi a wysokowydajnymi tworzywami konstrukcyjnymi. Ze względu na twardość, odporność elektryczną i chemiczną oraz błyszczące wykończenie produktów z ABS, stały się one wysoko cenione w różnorodnych zastosowaniach. Wszechstronność i niezawodność ABS uczyniły go jednym z najlepiej sprzedających się termoplastów inżynierskich.
Dlaczego ABS jest tak popularny jako filament do druku 3D?
Bsol wraz z PLA jest jednym z dwóch najpopularniejszych filamentów w dziedzinie druku 3D. Popularność ta sprowadza się przede wszystkim do ceny. ABS jest jednym z najtańszych filamentów do druku 3D. Prawdopodobnie możesz znaleźć 1-kg. szpulę filamentu ABS za mniej niż 20$, choć bardziej premium opcje mogą kosztować dwa razy więcej.
ABS jest materiałem go-to dla profesjonalistów druku 3D, którzy muszą tworzyć obiekty o dobrej trwałości, wytrzymałości, długowieczności oraz odporności chemicznej i termicznej. Chociaż inne filamenty mogą działać lepiej niż ABS w niektórych obszarach, są one zazwyczaj droższe. Odkąd ABS stał się tak popularny, poradniki i filmy na temat drukowania z ABS stały się niezwykle powszechne. Producenci drukarek 3D i akcesoriów do druku 3D wprowadzili również funkcje, które ułatwiły drukowanie z ABS. Tak więc, drukowanie z ABS nie jest już tak przerażające jak kiedyś.
Kolejną zaletą używania ABS jest fakt, że łatwo rozpuszcza się w acetonie. Daje to profesjonalistom druku 3D niepowtarzalną okazję do tworzenia idealnie gładkich wydruków przy użyciu techniki wykańczania w kąpieli acetonowej. Odbywa się to poprzez umieszczenie gotowego wydruku w zamkniętej komorze, która jest wypełniona oparami acetonu. Powoduje to stopienie bardzo cienkiej warstwy tworzywa ABS na zewnętrznej powierzchni wydruku, co usuwa wszystkie nierówności. Po kilku godzinach powolnego rozpuszczania acetonu, wydruk z ABS będzie miał idealne i konsekwentnie gładkie wykończenie.
Będąc metodą pasywną, wykańczanie przy użyciu kąpieli par acetonu jest jedną z najłatwiejszych metod wygładzania i daje świetne rezultaty. PLA nie oferuje takich korzyści i uzyskanie tego samego poziomu jakości z PLA będzie wymagało dużo więcej pracy.
Dlaczego potrzebuję podgrzewanego łoża drukującego podczas pracy z ABS?
Jedną z cech charakterystycznych ABS jest wysoka temperatura zeszklenia. Oznacza to, że będziesz musiał ustawić temperaturę dyszy gorącej końcówki na 220 do 250°C, co jest znacznie wyższe niż w przypadku innych filamentów do druku 3D, takich jak PLA. Chociaż sprawia to, że drukowanie z ABS jest procesem wymagającym dużej mocy, zwiększa to również temperaturę nagrzewania i przyczepność warstw produktu końcowego.
Niestety, wysoka temperatura drukowania ABS wprowadza również kilka komplikacji do procesu drukowania. Pierwszym i ważniejszym problemem jest wypaczanie. Wypaczanie jest wynikiem kurczenia się tworzywa sztucznego w miarę jego stygnięcia. W wydrukach wykonanych z ABS, wypaczenia są bardziej widoczne, ponieważ filament jest wytłaczany w dużo wyższych temperaturach.
Szybka krzywa chłodzenia, gdy wytłaczany filament opuszcza dyszę gorącej końcówki i jest kładziony na platformie, powoduje nagromadzenie naprężeń termicznych w poszczególnych obszarach wydruku. Wypaczenia są najbardziej widoczne na krawędziach i dolnej warstwie, gdzie wszystkie naprężenia mają tendencję do kumulowania się. Rezultatem jest wydruk z krawędziami i narożnikami, które wyglądają jakby były „zagięte”.
Podstawowym rozwiązaniem, jakie wymyśliły drukarki 3D, aby rozwiązać problem wypaczania, jest użycie podgrzewanego łoża. Podgrzewane łoże może być wykonane z aluminium lub szkła borokrzemowego i posiada element grzewczy, który biegnie wzdłuż dna. Aluminium jest tańsze i łatwiejsze do znalezienia, ale szkło borokrzemianowe zapewnia lepsze przyleganie pierwszej warstwy za nieco wyższą cenę.
Podgrzewane łóżko działa poprzez utrzymywanie pierwszej warstwy wydruku w podwyższonej temperaturze. Ma to wpływ zarówno na zwiększenie przyczepności pierwszej warstwy do łoża drukującego, jak i na zmniejszenie naprężeń termicznych, które druk musi znosić podczas stygnięcia. W trakcie drukowania, warstwy położone dalej od łoża są mniej dotknięte jego ciepłem. Jednakże te górne warstwy są również mniej podatne na wypaczenia.
Podgrzewane łoża konsekwentnie dają dobre rezultaty w druku wysokotemperaturowych filamentów, nawet tych, które wymagają wyższych temperatur druku i są jeszcze bardziej podatne na wypaczenia niż ABS. W dzisiejszych czasach, wysokiej jakości podgrzewane łoże do druku jest niemalże podstawą w zestawie akcesoriów, które każdy profesjonalista druku 3D powinien posiadać. Podgrzewane łoża drukujące są obecnie dostępne we wszystkich kształtach i rozmiarach, nawet te okrągłe, stosowane w drukarkach delta.
Jakich ustawień powinienem użyć dla podgrzewanego łoża drukującego?
Zalecana temperatura łoża przy druku z ABS wynosi 110°C. Jest to temperatura nieznacznie wyższa od temperatury zeszklenia, co zapewnia, że materiał filamentu pozostaje miękki i elastyczny, ale wciąż stały. Upewnij się, że pozwalasz na nagrzanie łoża przez całą drogę, aby nie skończyć z nierównymi temperaturami na całym łożu.
Inne względy
Niestety, komplikacje związane z drukowaniem z ABS nie kończą się na tym. Samo użycie podgrzewanego łoża drukującego ustawionego na odpowiednią temperaturę nie jest gwarancją, że pierwsza warstwa zostanie wydrukowana bez problemu. Poniżej znajduje się kilka dodatkowych porad, abyś mógł uzyskać jak najlepsze rezultaty druku z ABS.
Poziomuj swoje łoże drukujące
Doświadczeni profesjonaliści druku 3D znają wartość dobrej pierwszej warstwy. Jeśli nie uda Ci się uzyskać dobrej pierwszej warstwy, możesz równie dobrze porzucić druk i zacząć od nowa. W przypadku ABS, łoże drukujące, które nie jest całkowicie wypoziomowane będzie skutkować szczelinami, nierównymi warstwami lub słabym przyleganiem łoża. To wszystko może się zdarzyć pomimo zastosowania podgrzewanego łoża drukującego i może ostatecznie doprowadzić do poważnych odkształceń.
Większość nowoczesnych drukarek 3D posiada automatyczne lub półautomatyczne funkcje poziomowania łoża. Jeśli taka funkcja nie jest dostępna w Twojej drukarce 3D, nie przejmuj się. Ręczne poziomowanie łoża jest proste i może być wykonane przy użyciu prostych materiałów biurowych.
Jeśli robisz ręczne poziomowanie, wszystko czego naprawdę potrzebujesz to pojedynczy kawałek karty indeksowej lub kartonu. Zacznij od ustawienia wysokości dyszy w pozycji wyjściowej lub zerowej. Następnie należy „poruszać” dyszą wokół łoża drukującego, cały czas sprawdzając, czy kawałek kartonu wsuwa się między dyszę a łoże drukujące z niewielkim oporem. W miejscach, w których dopasowanie jest zbyt ciasne lub zbyt luźne, można wyregulować wysokość łoża drukującego za pomocą śrub regulacyjnych łoża.
Zależnie od drukarki łoże może mieć trzy lub cztery śruby. Podczas ręcznego procesu regulacji może okazać się, że regulacja jednego rogu ma wpływ na wszystkie pozostałe rogi. Oznacza to, że może być konieczne kilkukrotne okrążenie łoża drukarki, zanim uda się to zrobić prawidłowo. Bądź cierpliwy, ponieważ rezultaty są tego warte. Stwierdziliśmy, że ręczna metoda poziomowania, gdy jest dobrze wykonana, daje bardziej spójnie wypoziomowane łoże niż jakakolwiek metoda automatyczna.
Użyj dobrego kleju
Po prostu utrzymywanie ABS w stanie częściowo roztopionym często nie wystarcza, aby utrzymać pierwszą warstwę wydruku przyklejoną do łoża druku. Aby uzyskać bardziej gwarantowane wyniki, będziesz musiał wzmocnić podgrzewane łóżko z klejem. Jak na ironię, najbardziej skutecznym klejem dla ABS jest również ABS, a konkretnie ABS, który został rozpuszczony w acetonie, aby stworzyć zawiesinę ABS.
Jeśli topienie cennego filamentu brzmi zbyt marnotrawnie, to alternatywą, która działa prawie tak samo dobrze jest taśma kaptonowa. Taśma kaptonowa jest trochę droga jak na taśmy klejące, ale zachowuje swoją skuteczność nawet w podwyższonych temperaturach. Niektórzy użytkownicy donoszą o uzyskiwaniu lepszych wyników z taśmą kaptonową podczas korzystania z aluminiowych, podgrzewanych łozysk drukarskich. Zaletą taśmy kaptonowej jest to, że sprawia, iż wydruki są o wiele łatwiejsze do usunięcia z łoża po zakończeniu procesu drukowania. Jednak nakładanie świeżej warstwy taśmy kaptonowej za każdym razem, gdy zaczynasz nowy wydruk, może się po pewnym czasie znudzić, zwłaszcza, że musisz się upewnić, że nie ma żadnych przerw ani nakładających się na siebie pasków.
Ustaw swój ekstruder na odpowiedniej wysokości
Twoja praca nad wypoziomowaniem łoża drukującego i nałożeniem kleju pójdzie na marne, jeśli nie ustawisz ekstrudera na odpowiedniej wysokości startowej. W zależności od konfiguracji, uzyskanie idealnego Z-offset może wymagać trochę prób i błędów. Dla odniesienia, początkowa wysokość dyszy nie powinna być zbyt niska, aby nie spowodować deformacji pierwszej warstwy, ale też nie za wysoka, aby filament nie zdążył ostygnąć zanim dotrze do platformy. Jednakże, odrobina „squish” jest pożądana, ponieważ pomaga pierwszej warstwie przylegać do łoża druku.
Skąd będziesz wiedział, czy dysza jest na właściwej wysokości? Przy nowym zakupie, większość drukarek 3D będzie dostarczona z dyszą ustawioną na najbardziej optymalnej wysokości. Jest to idealna okazja dla Ciebie, aby zobaczyć jak powinna wyglądać prawidłowa pierwsza warstwa. Z czasem, ten Z-offset ma tendencję do dryfowania i będzie wymagał ręcznej korekty.
Niestety, jedynym wiarygodnym sposobem, aby wiedzieć czy masz prawidłowy Z-offset jest wydrukowanie próbnych pierwszych warstw i ich wizualna ocena. Zajmie to trochę czasu i zużyje trochę filamentu, ale nie jest to raczej coś, co będziesz musiał robić często.
Nie używaj wentylatora chłodzącego
Wentylator chłodzący jest zwykle przydatny w druku 3D jako sposób na wzmocnienie trwałości wydruku w trakcie jego tworzenia. Nie jest tak w przypadku wydruków z ABS. Podczas pracy z ABS, chłodzenie jest wrogiem, ponieważ może promować wypaczanie. Większość ekspertów radzi, aby zacząć używać wentylatora chłodzącego dopiero po zbudowaniu kilku dolnych warstw.
Nasza rada? Po prostu zrezygnuj z chłodzenia i zakończ druk ABS bez włączania wentylatora chłodzącego. Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest użycie obudowy drukarki 3D, aby spowolnić proces chłodzenia.
Drukowanie krawędzi lub tratwy
Drukowanie projektu o dużej podstawie, jak piramida, czyni go bardziej podatnym na wypaczenia. Jest to spowodowane większą ilością materiału, który kurczy się podczas chłodzenia, co powoduje większe naprężenia termiczne w rogach wydruku. Podczas pracy z ABS często zaleca się drukowanie projektu w orientacji, która zmniejsza rozmiar podstawy, co zmniejsza szanse na wypaczenie.
Jednakże uciekanie się do tego rozwiązania prowadzi do kolejnego problemu: w pierwszej warstwie będzie bardzo mało materiału, który mógłby przylgnąć do łoża drukującego. Aby zaradzić tej sytuacji, można łatwo dodać brzeg lub tratwę do swojego projektu za pomocą oprogramowania do slicerów. Obrzeże lub tratwa zwiększa powierzchnię Twojego projektu, dając większą powierzchnię do przylegania do łoża drukarki.
Drukowanie obrzeża lub tratwy jest również skutecznym rozwiązaniem, jeśli nadal napotykasz problemy z wypaczaniem pomimo użycia kleju. Pamiętaj jednak, że później będziesz musiał go usunąć, co może być trudniejsze niż myślisz.
Ostatnie przemyślenia
Mimo popularności ABS, nie ma wątpliwości, że jest to jeden z najtrudniejszych filamentów do drukowania. Z tak wieloma potencjalnymi problemami, ABS może wydawać się przerażającym materiałem dla początkujących. Choć nie zaprzeczamy, że praca z ABS jest rzeczywiście trudna, ABS stał się tak powszechny, że można znaleźć niezliczoną ilość poradników online jak go najlepiej używać.
Uzyskanie komfortu z ABS jest tylko jednym krokiem w kierunku bycia ekspertem w druku 3D. Większość technik wykorzystywanych do obsługi osobliwości ABS może być również stosowana do innych, jeszcze bardziej skomplikowanych materiałów filamentowych.