Miért reped meg az ABS/ASA nyomat oldala?

Az ABS és az ASA nem azért reped meg oldalt, mert „rosszul tapadnak a rétegek”. Az esetek nagy részében ennél egyszerűbb – és kellemetlenebb – dolog történik: a nyomat egyik része gyorsabban hűl, mint a másik, az anyag össze akar húzódni, a rétegek pedig egy ponton már nem bírják tovább a belső feszültséget.

Az eredmény az a jól ismert vízszintes repedés az oldalfalon.

Gyakran nem rögtön.

Hanem húsz, harminc, ötven milliméter magasság után.

Az első néhány centi tökéletesnek tűnik.

Aztán egyszer csak:

szétválik két réteg.

És ilyenkor sokan rögtön nozzle-hőmérsékletet, flow-t vagy filamentminőséget kezdenek állítani.

Pedig az ABS/ASA egyik legnagyobb ellensége nem a slicer.

A hőmérséklet-különbség.

Az ABS és az ASA zsugorodik hűlés közben

Ez az egész innen indul.

Amikor az olvadt műanyag kijön a fúvókából, forró.

Ahogy lehűl, összehúzódik.

Ez teljesen normális anyagtulajdonság.

A probléma akkor kezdődik, amikor a nyomat különböző részei nem azonos tempóban hűlnek.

Az alsó rész például:

• közelebb van a meleg tárgyasztalhoz;
• a kamra alján melegebb levegő veheti körül;
• lassabban veszít hőt.

A felső rész közben:

• messzebb kerül az asztaltól;
• közelebb lehet a hidegebb burkolathoz;
• ajtónyitáskor huzatot kaphat;
• vagy egyszerűen gyorsabban hűl.

Vagyis a modell egyik része már össze akar húzódni, miközben a másik még melegebb és nagyobb méretű.

A tárgy saját magával kezd harcolni.

Miért nem mindig az asztalról válik fel?

ABS és ASA problémánál sokan automatikusan vetemedésre gondolnak.

Felpöndörödik a sarok.

Leválik az első réteg.

Igen, ez is ugyanabból a hőzsugorodási problémából eredhet.

De ha az első réteg nagyon jól tapad, az alkatrész nem tud alul elmozdulni.

A feszültség ettől még megmarad.

Csak máshol fog kijönni.

Például:

az oldalfal közepén.

Ezért előfordulhat az a furcsa helyzet, hogy az első réteg gyönyörűen tapad, a sarkok sem emelkednek fel, a nyomat mégis szétnyílik 30–40 mm magasságban.

A jó first layer tehát nem bizonyítja, hogy a teljes hőmenedzsment rendben van.

A repedés valójában delamináció

Az oldalfalon megjelenő vízszintes rés többnyire rétegdelamináció.

Az egymásra rakott rétegek között kialakult kötés kisebb erőt bír el, mint amekkora belső húzófeszültséget a zsugorodó modell létrehoz.

A kötés egy ponton feladja.

Ezért a repedés gyakran:

• szinte tökéletesen vízszintes;
• egy réteghatárt követ;
• az egyik sarokból indul;
• majd végigfut az oldal egy részén.

Nem feltétlenül a filament „gyengeségét” látod.

A belső feszültség nyerte meg a meccset.

A kamrahőmérséklet sokszor fontosabb, mint a nozzle +5 °C

Ez az egyik legfontosabb különbség PLA/PETG és ABS/ASA között.

PLA-nál rengeteg problémát meg lehet oldani:

• nozzle-hőmérséklettel;
• flow-val;
• ventilátorral;
• sebességgel.

ABS és ASA esetén ezek mellett az egész nyomat körüli levegő hőmérséklete is fontos.

Ha a kamrában 25–30 °C van, az technikailag lehet zárt nyomtató.

Csak hőtechnikailag nem sokat jelent.

Nagyobb ABS/ASA alkatrésznél a melegebb, stabilabb kamra sokkal többet segíthet, mint az, hogy 260 helyett 265 °C-ra emeled a nozzle-t.

Vagyis:

nem csak azt kell nézni, mennyire forró az anyag a fúvókában. Azt is, mennyire gyorsan hűl le utána.

A zárt nyomtató nem feltétlenül jelent meleg kamrát

Ez gyakori félreértés.

A „closed enclosure” és az „actively heated chamber” nem ugyanaz.

Egy egyszerűen burkolt gépnél a tárgyasztal és a hotend felfűtheti valamennyire a belső teret.

De hogy mennyire, az függ:

• a gép méretétől;
• a burkolat szigetelésétől;
• a tárgyasztal hőmérsékletétől;
• a helyiség hőmérsékletétől;
• a ventilátoroktól;
• és attól, mennyi ideig hagytad előmelegedni.

Egy nagy, hideg kamrát a 100 °C-os asztal nem feltétlenül fűt fel öt perc alatt.

És itt jön az a rész, amit sokan kihagynak:

az előmelegítést.

ABS/ASA előtt ne csak az asztalt melegítsd fel

Ha elindítod a nyomtatást abban a pillanatban, amikor a tárgyasztal elérte a beállított hőmérsékletet, attól a kamra még lehet hideg.

Az asztal 100 °C.

A levegő 24 °C.

A burkolat falai szintén hidegek.

Majd elkezded építeni a modellt ebben a környezetben.

A first layer még boldog.

A harmincadik milliméter már kevésbé.

Érdemes lehet a gépet nyomtatás előtt:

• lezárni;
• az asztalt felmelegíteni;
• és időt hagyni arra, hogy a belső tér is átmelegedjen.

Nem az a cél, hogy a kijelzőn gyorsan megjelenjen a kívánt bed temperature.

Az egész rendszernek kell közelebb kerülnie a hőegyensúlyhoz.

A huzat ABS-nél és ASA-nál nem friss levegő. Hibaforrás.

Egy résnyire nyitott ajtó.

Egy felső fedél, amit levettél.

Egy légkondicionáló.

Egy nyitott ablak.

Egy kamraventilátor, amely túl sok hideg levegőt mozgat.

Ezek mind létrehozhatnak lokális lehűlést.

És nem kell az egész tárgynak lehűlnie.

Elég, ha az egyik oldala gyorsabban veszít hőt.

Ezért fordulhat elő, hogy:

• mindig ugyanazon az oldalon reped;
• az ajtó felőli sarok válik fel;
• vagy a modell egyik fala rosszabb, mint a többi.

Ha a hiba helye következetesen ugyanaz, én nem csak a slicert nézném.

Megnézném, honnan kap hideget a nyomat.

A tárgyventilátor ABS/ASA esetén könnyen túl sok lehet

PLA-nál megszoktuk, hogy a ventilátor segít.

ABS és ASA esetén viszont a túlzott tárgyhűtés könnyen rontja a rétegek összeolvadását.

Az új réteg forrón érkezik.

Az előző viszont már lehűlt.

Ha még intenzíven fújod is, kevesebb idő marad a megfelelő diffúzióra és rétegkötésre.

Az eredmény:

• szebb overhang;
• jobb kis részlet;
• de gyengébb rétegtapadás.

Ez csodálatos kompromisszum.

Feltéve, hogy díszt nyomtatsz.

Funkcionális ABS-alkatrésznél kevésbé.

ABS és ASA esetén csak annyi hűtést használnék, amennyire valóban szükség van.

A nozzle-hőmérséklet is lehet alacsony

Az előzőekből nem következik, hogy a nozzle-hőmérséklet lényegtelen.

Nagyon is számít.

Ha túl hidegen nyomtatsz:

• rosszabb lehet a rétegkötés;
• az extrudált vonalak kevésbé olvadnak össze;
• nőhet a delamináció esélye.

Különösen akkor, ha gyorsan nyomtatsz.

Mert a sebesség növelésével nő az időegység alatt megolvasztandó anyag mennyisége.

Ha a hotend ezt már csak éppen tudja kiszolgálni, az anyag kijöhet ugyan a nozzle-ból.

Csak nem feltétlenül olyan hőállapotban, amelyből jó rétegtapadás lesz.

A „nem kattog az extruder” nem ugyanaz, mint a „tökéletes az anyag olvadása”.

A gyorsabb ABS-nyomtatás nem mindig jobb

A modern CoreXY gépek elképesztően gyorsan tudnak mozogni.

Az ABS pedig nem olvassa a gép reklámanyagát.

Ha nagy anyagárammal nyomtatsz:

• nő a hotend terhelése;
• csökkenhet az anyag tényleges hőmérséklete;
• rövidebb idő jut a rétegek összeolvadására;
• nagyobb hőgradiens alakulhat ki.

Egy kisebb PLA Benchynél ebből lehet gyorsasági rekord.

Egy nagy ABS doboznál pedig két centiméteres repedés.

Vagyis funkcionális ABS/ASA alkatrésznél nem a maximális sebességet keresném.

A stabil anyagáramot keresném.

A falvastagság is beleszól a repedésbe

Egy vastag fal több anyagot jelent.

Ez általában erősebb szerkezetet ad.

Csakhogy több anyag nagyobb zsugorodó tömeget is jelent.

Egy vastag, tömör ABS-oldalfal ezért komoly belső feszültséget tud felépíteni.

Különösen:

• nagy, sík oldalfalaknál;
• vastag tömör részeknél;
• hirtelen keresztmetszet-változásnál;
• merev sarokkialakításnál.

Ezért a „tegyünk még több falat rá” nem univerzális megoldás.

Az alkatrész geometriáját is nézni kell.

A nagy sík falak különösen szeretnek megrepedni

Egy nagy ABS-doboz klasszikus példa.

Hosszú, egyenes oldalfalak.

Merev sarkok.

Nagy felület.

Rengeteg zsugorodó anyag.

Az egész szerkezet gyakorlatilag könyörög azért, hogy belső feszültséget gyűjtsön.

Segíthet:

• bordák használata;
• lekerekített sarkok;
• egyenletesebb falvastagság;
• hirtelen vastagságváltások kerülése;
• és a modell több részre bontása.

Az éles sarok nem csak mechanikai feszültséggyűjtő.

Hőzsugorodásnál is kellemetlen hely.

A magas, vékony alkatrész másképp hibázik, mint a nagy lapos

Nagy, lapos tárgynál inkább a sarokfelválás látványos.

Magas modellnél viszont gyakrabban találkozol oldalfali repedéssel.

Miért?

Mert ahogy nő a modell:

• egyre távolabb kerül a meleg asztaltól;
• egyre hidegebb környezetbe kerülhet;
• az alsó rész már sokkal hűvösebb vagy éppen termikusan stabilabb állapotban van;
• miközben a felső rétegek újra és újra forrón kerülnek rá.

Az alkatrész teljes magasságában hőmérsékleti különbség alakul ki.

És valahol középen a rétegkötés feladhatja.

Miért reped sokszor pont a sarkoknál?

A sarkok rossz helyen vannak.

Egyszerre több szempontból is.

Ott:

• irányt vált a fal;
• koncentrálódhat a feszültség;
• nagyobb lehet a hőveszteség;
• és gyakran ott indul a vetemedés is.

Ezért egy belső vagy külső rádiusz sokszor segít.

Nem azért, mert a lekerekített sarok „szebb”.

Hanem mert egyenletesebben vezeti át a mechanikai és termikus feszültséget.

Az első réteg túlzott odapréselése sem old meg mindent

Ha felválik a sarok, könnyű azt gondolni:

„Még közelebb viszem a nozzle-t.”

Egy pontig működhet.

Utána már csak egyre jobban belemasszírozod az első réteget a tárgyasztalba.

A modell zsugorodási hajlama közben nem változott meg.

Ha az alsó rész nem tud elmozdulni, a feszültség feljebb kerülhet.

Vagyis lehet, hogy megoldottad a sarokfelválást.

És kaptál helyette oldalfali repedést.

A first layer nem horgony, amellyel legyőzzük a hőtágulás fizikáját.

A brim segít, de nem csodaszer

A brim növeli az első réteg tapadó felületét.

Ez különösen:

• nagy alkatrésznél;
• keskeny talpnál;
• éles sarkoknál

lehet hasznos.

De a brim elsősorban az alul jelentkező felválás ellen segít.

Ha a modell közepén szétválnak a rétegek, húsz milliméter széles brim sem fogja összeragasztani őket.

Vagyis:

a brim tapadási eszköz. Nem kamrafűtés.

A bed temperature sem minél magasabb, annál jobb

Melegebb tárgyasztal segíthet az alsó rétegek melegen tartásában.

Ez jó.

De ha az alsó rész nagyon meleg, a felső pedig hideg, még nagyobb hőmérséklet-különbséget is létrehozhatsz a modellen belül.

Ezért önmagában a magasabb bed temperature nem mindig oldja meg a repedést.

A cél nem az, hogy az alja forró legyen.

Az, hogy az egész modell minél egyenletesebb termikus környezetben épüljön.

A nedves ABS/ASA is ronthat a rétegtapadáson

ABS és ASA nem olyan hírhedten higroszkópos, mint például a nylon.

De ettől még felvehet nedvességet.

Nedves filamentnél megjelenhet:

• pattogás;
• mikrobuborék;
• érdes felület;
• szálazás;
• ingadozó extrudálás;
• gyengébb rétegtapadás.

Ha tehát ugyanazzal a profillal korábban működött az anyag, most pedig hirtelen rétegelválás jelentkezik, a nedvességet is ellenőrizném.

Különösen egy hónapok óta nyitott tekercsnél.

ABS vagy ASA – melyik reped kevésbé?

Erre nem mondanám azt, hogy az egyik univerzálisan jobb.

Az ASA-t elsősorban jobb UV- és időjárásállósága miatt választjuk kültérre.

Nyomtatási szempontból viszont továbbra is olyan anyag, amelynél számolni kell:

• zsugorodással;
• vetemedéssel;
• rétegdelaminációval;
• és a stabil, meleg nyomtatási környezet igényével.

Vagyis az ASA nem „könnyű ABS”.

Más előnye van.

A fizika pedig mindkettőnél munkába áll.

Mikor gyanakodj kamraproblémára?

Én főleg akkor nézném meg a kamrahőmérsékletet, ha:

• a first layer jó;
• a nyomat alsó 10–20 mm-e szép;
• a repedés magasabban jelenik meg;
• nagyobb tárgynál rosszabb a helyzet;
• kis tesztkockán nincs probléma;
• az egyik oldalon gyakrabban jelentkezik;
• ajtónyitás vagy légmozgás után romlik.

Ez tipikusan az a helyzet, amikor a kis kalibrációs kocka hazudik.

Pontosabban nem hazudik.

Csak nem ugyanazt a problémát teszteled vele.

Egy 20 mm-es kocka nem termikus modellje egy 250 mm magas ABS-doboznak.

Mikor gyanakodj túl alacsony nozzle-hőmérsékletre?

Ha:

• kis modellen is gyenge a rétegtapadás;
• kézzel könnyen szétszedhetők a rétegek;
• gyorsabb nyomtatásnál romlik;
• az extrudált felület mattabb, szárazabb jellegű;
• a nozzle-hőmérséklet a gyártói tartomány alsó végén van.

Ilyenkor érdemes lehet óvatosan emelni a hőmérsékletet.

De egyszerre egy dolgot változtass.

Különben a végén lesz egy működő profilod.

Csak nem fogod tudni, mitől működik.

Mikor gyanakodj túl sok hűtésre?

Ha:

• a repedés kisebb keresztmetszetű részek közelében jelenik meg;
• ventilátorindulás után romlik;
• jó overhang mellett gyenge a rétegtapadás;
• ventilátor nélkül látványosan erősebb próbatest készül.

ABS/ASA esetén a ventilátort sokszor inkább célzottan használnám:

• áthidalásoknál;
• nagyon rövid rétegidőnél;
• kritikus túlnyúlásoknál.

Nem automatikusan teljes erővel az egész modellen.

A nyomtatási orientáció is számít

Az előző cikkben már szó volt róla: FDM-nél a rétegirány maga is szerkezeti tulajdonság.

ABS és ASA esetén erre még rájön a zsugorodás.

Egy olyan modellnél, ahol:

• hosszú függőleges fal;
• keskeny keresztmetszet;
• vagy nagy rétegirányú húzófeszültség

alakul ki, az orientáció befolyásolhatja, hol jelenik meg a delamináció.

Néha a modell 90°-os elforgatása vagy több részre bontása könnyebb megoldás, mint további 15 °C-ot keresni a slicerben.

Nagy ABS/ASA alkatrésznél néha a modell a probléma

Ez kellemetlen mondat.

Mert slicerbeállítást egyszerűbb átírni, mint CAD-modellt.

De előfordul, hogy maga a geometria termikusan rossz.

Például:

• óriási tömör fal;
• hirtelen vastagságváltozás;
• nagy sík felület;
• éles sarok;
• mereven összekötött hosszú oldalak.

Ilyenkor segíthet:

• bordázás;
• vékonyabb, egyenletesebb fal;
• rádiusz;
• rés vagy dilatációs jellegű kialakítás;
• a modell több elemre bontása.

A slicer nem mindig tudja megmenteni a termikusan rossz konstrukciót.

Mit állítanék először, ha reped az ABS/ASA?

Nem változtatnék egyszerre tíz dolgot.

Ezt a sorrendet követném.

1. Zárd le a nyomtatóteret

Ajtó.

Tető.

Oldalfal.

Ne kapjon huzatot.

2. Melegítsd elő a kamrát

Ne csak azt várd meg, hogy a bed elérje a beállított értéket.

Hagyd átmelegedni a belső teret is.

3. Ellenőrizd a ventilátort

Ha nem szükséges, csökkentsd.

Különösen nagy, egyszerű geometriánál.

4. Nézd meg a nozzle-hőmérsékletet

Ne feltétlenül a gyártói tartomány legalján dolgozz.

Nagy sebességnél különösen.

5. Csökkentsd a nyomtatási sebességet

Főleg ha magas volumetrikus flow mellett jelentkezik a probléma.

6. Ellenőrizd a filament állapotát

Ha gyanús, szárítsd ki.

7. Nézd meg a modell geometriáját

Nagy sík fal?

Éles sarok?

Hirtelen vastagságváltás?

Lehet, hogy nem profilhibát keresel.

Gyors hibakereső táblázat

Mikor érdemes inkább ASA-t választani ABS helyett?

Ha az alkatrész kültérre kerül, az ASA egyik fő előnye az UV- és időjárásállóság.

Például:

• kültéri burkolat;
• szenzortartó;
• járműkiegészítő;
• kerti alkatrész;
• napsütésnek kitett szerelvény.

Ilyen helyzetben az ASA logikusabb választás lehet.

De nyomtatási szempontból továbbra is komolyan kell venni a:

• kamrát;
• zsugorodást;
• rétegtapadást;
• és a hőmérséklet-stabilitást.

Az UV-állóság nem jár együtt automatikus vetemedésmentességgel.

Miért sikerül egy 20 mm-es ABS kocka, miközben a valódi alkatrész szétesik?

Mert nem ugyanazt nyomtatod.

A kis kocka:

• gyorsan elkészül;
• kis felülete van;
• kis hőmérséklet-különbséget épít fel;
• kevés anyag zsugorodik egyszerre.

A valódi alkatrész:

• órákig épül;
• magasabb;
• nagyobb;
• több hőt tárol;
• és nagyobb belső feszültséget képes létrehozni.

Ezért az ABS-profil tesztelését nem állítanám meg egy kalibrációs kockánál.

Készíts olyan próbadarabot, amelyben van:

• hosszú fal;
• sarok;
• nagyobb magasság;
• és a valódi modellhez hasonló falvastagság.

A hőtorony azt mutatja meg, hogyan nyomtat az anyag néhány centiméteren. A valódi tárgy megmutatja, hogy a rendszered tud-e ABS-t nyomtatni.

Ne a repedést ragaszd meg – az okát keresd

Egy megrepedt ABS-nyomatot lehet:

• acetonnal javítani;
• ragasztani;
• hegeszteni;
• újranyomtatni.

De ha ugyanazzal a profillal, ugyanabban a hideg kamrában újranyomtatod, jó eséllyel újra megreped.

Talán két centivel arrébb.

Ezért a hibát nem a repedésnél kell kezdeni elemezni.

Hanem a teljes folyamatnál:

• filament;
• szárítás;
• nozzle;
• flow;
• hűtés;
• kamra;
• modell;
• orientáció.

Összefoglalva: miért reped meg az ABS vagy ASA nyomat oldala?

Azért, mert a nyomatban nagyobb belső zsugorodási feszültség alakul ki, mint amit a rétegek közötti kötés el tud viselni.

Ennek leggyakoribb okai:

• túl hideg vagy ingadozó kamra;
• huzat;
• túl sok tárgyhűtés;
• alacsony nozzle-hőmérséklet;
• túl nagy nyomtatási sebesség vagy volumetrikus flow;
• nedves filament;
• nagy, merev geometria;
• éles sarkok és hirtelen keresztmetszet-változások.

Ha tehát az ABS vagy ASA oldalfala szétnyílik, nem azzal kezdeném, hogy még jobban odapréselem az első réteget az asztalhoz.

Először azt nézném meg:

milyen hőmérsékleti környezetben épül fel az egész alkatrész.

Mert az ABS/ASA nyomtatás egyik legfontosabb szabálya nem az, hogy legyen forró a nozzle.

Hanem az, hogy:

ne engedd a már kinyomtatott részeket túl gyorsan és túl egyenetlenül lehűlni.

A tanulság egy mondatban: az ABS/ASA oldalfali repedése többnyire nem egyszerű tapadási hiba, hanem hőmenedzsment-probléma – a modell össze akar húzódni, és ha ezt a kamra, a hűtés és a nyomtatási paraméterek nem tartják kontroll alatt, valahol a rétegek fogják feladni.