MODUL 2 · POSTAVLJANJE 3D PRINTERA
Nastavna jedinica 2.7
Testiranje rada 3D printera i otklanjanje poteškoća
Postavljanje završava ispitivanjem. Ispitni modeli male su građevine osmišljene tako da svaka od njih pokaže jedno svojstvo uređaja i da se u slučaju odstupanja zna koja se postavka mijenja. Bez njih se poteškoće otkrivaju na stvarnom poslu, kada je izgubljeno vrijeme mjeri satima.
- odabrati ispitni uzorak prema svojstvu koje se provjerava
- izmjeriti uzorak i iz odstupanja odrediti potrebnu korekciju koraka osi
- protumačiti rezultate uzorka za mostove, previse i tolerancije
- provesti postupak kada prvi sloj ne prianja
- voditi zapisnik ispitivanja i koristiti ga pri kasnijim odstupanjima
- razlikovati odstupanja koja se ispravljaju kalibracijom od onih koja se ispravljaju postavkama
Zašto se ispisuju ispitni uzorci
Stvarni predmet loš je mjerni instrument. Na njemu se istodobno vide posljedice protoka, temperature, hlađenja, brzine i kalibracije, pa se iz jedne greške ne može zaključiti koja je od pet veličina kriva. Ispitni uzorak namjerno je osiromašen: ostavlja samo jednu promjenjivu i tako pokazuje koji je uzrok.
| Uzorak | Što se mjeri | Postavka koja se mijenja |
|---|---|---|
| Šuplja kocka 20 mm | vanjske mjere u osima X, Y i Z | korak osi, naredba M92 |
| Uzorak s jednom stijenkom | debljina stijenke | korak ekstrudera i množitelj protoka |
| Uzorak za mostove | provjes niti preko raspona | hlađenje i brzina ispisa mostova |
| Uzorak za previse | kut pri kojem se sloj počinje odvajati | hlađenje, potpore, orijentacija |
| Pločica sa zračnostima | koji se zatik vadi iz kojeg provrta | zračnost obrisa, širina niti |
| Toranj temperatura | izgled i čvrstoća po stupnjevima | temperatura mlaznice |
Uzorci se ispisuju redom kojim je provedena kalibracija: prvo oni koji provjeravaju geometriju i protok, a tek zatim oni koji provjeravaju izgled. Nema smisla tražiti savršen most ako predmet nema točne mjere.
Uzorak za mjere
Šuplja kocka stranice 20 mm najkorišteniji je ispitni model. Ispisuje se bez ispune, s dvjema obodnim linijama, i traje oko dvadeset minuta. Nakon hlađenja mjeri se pomičnim mjerilom na dva mjesta po svakoj osi, pri dnu i pri vrhu, a uzima se prosjek.
Odstupanje se tumači prema veličini. Odstupanje veće od pola posto, dakle više od 0,1 mm na mjeri od 20 mm, i jednako u oba smjera iste osi upućuje na pogrešan korak te osi. Manje odstupanje, ili odstupanje koje se mijenja od dna prema vrhu, obično dolazi od skupljanja materijala, od preširokog prvog sloja ili od pretjerane zategnutosti remena.
Zapamtite
Korak osi mijenja se samo kada su sve mjere u istoj osi promašene za približno isti postotak. Ako je jedna mjera dobra, a druga nije, uzrok nije u koraku nego u geometriji uzorka, u mjerenju ili u postavkama obrisa.
Iz nazivne i izmjerene mjere ispitnog uzorka računa se postotno odstupanje i novi korak osi. Račun upozorava kada je odstupanje premalo da bi se pripisalo koraku osi.
Mostovi i previsi
Most je dio predmeta koji se ispisuje u zraku, između dvaju oslonaca. Previs je ploha koja se nadvija nad prazninom pod kutom u odnosu na okomicu. Oba su slučaja ispit hlađenja: rastaljena nit mora se stvrdnuti prije nego što se provjesi ili odvoji.
| Izgled | Uzrok | Zahvat |
|---|---|---|
| Niti mosta vise i ljuljaju se | nedovoljno hlađenje ili prevelika brzina | povećati hlađenje na 100 %, smanjiti brzinu mosta |
| Most je ravan, ali hrapav odozdo | uobičajeno za raspone preko 30 mm | prihvatljivo, ili dodati potporu |
| Previs se kovrča prema gore | materijal se ne hladi dovoljno brzo | pojačati hlađenje, sniziti temperaturu za 5 °C |
| Previs se odvaja ispod 45° | kut prelazi granicu koju materijal podnosi | promijeniti orijentaciju ili dodati potpore |
| Rubovi previsa udaraju u mlaznicu | podignuti sloj zbog kovrčanja | smanjiti brzinu, pojačati hlađenje, provjeriti protok |
Za PLA se u praksi uzima da previsi do 45° od okomice ne traže potporu. Iznad tog kuta svaki sljedeći sloj oslanja se na premali dio prethodnog i rub počinje visjeti. PETG podnosi manji kut jer se sporije hladi, a ABS još manji jer se dodatno skuplja.
Tolerancije i zračnosti
Dijelovi koji se međusobno spajaju traže poznatu zračnost. Mlaznica Ø 0,4 mm ne može položiti nit užu od približno 0,4 mm, pa se svaki provrt sužava, a svaki zatik širi za dio širine niti. Ispitna pločica sa zračnostima pokazuje koliko na konkretnom uređaju i materijalu treba ostaviti.
- Ispišite pločicu s nizom provrta u koje ulazi isti zatik, uz zračnosti od 0,10 do 0,50 mm u koracima od 0,05 mm.
- Pustite uzorak da se potpuno ohladi prije ispitivanja. Topao materijal daje pogrešan dojam.
- Zatik uvedite u svaki provrt bez sile i zabilježite prvi u koji ulazi.
- Zabilježite i prvi provrt u kojem zatik ima slobodan hod.
- Prvu vrijednost koristite za nepomične spojeve, drugu za pomične.
- Postupak ponovite za svaki novi materijal, jer se zračnost bitno razlikuje među materijalima.
Za PLA na uređajima razreda P-1 uobičajeno se dobiva zračnost od oko 0,20 mm za nepomičan i oko 0,35 mm za pomičan spoj. Te vrijednosti nisu univerzalne i mijenjaju se sa širinom niti, s temperaturom i s postavkom zračnosti obrisa u sliceru.
Provrti se dodatno sužavaju zbog toga što slicer prati središnjicu niti. Zbog toga se u modelu promjer provrta često unaprijed poveća, umjesto da se mijenja postavka zračnosti koja onda utječe na cijeli predmet.
Kada prvi sloj ne prianja
Slabo prianjanje prvog sloja najčešća je poteškoća pri postavljanju i gotovo uvijek ima jedan od pet uzroka. Postupak ide redom, od najjeftinije provjere prema najskupljoj, i nakon svakog koraka ispisuje se jednoslojni kvadrat.
- Očistite podlogu izopropilnim alkoholom i više je ne dodirujte prstima. Time se uklanja najčešći uzrok.
- Provjerite poravnanje podloge u pet točaka listom papira, pri radnoj temperaturi.
- Smanjite pomak ishodišta osi Z za 0,02 mm i ponovite ispis. Ponavljajte dok niti ne budu međusobno spojene.
- Povećajte temperaturu podloge za 5 °C, ali ne preko gornje granice za taj materijal.
- Isključite hlađenje tijekom prvog sloja i smanjite njegovu brzinu na oko 20 mm/s.
- Povećajte širinu niti prvog sloja na oko 120 posto promjera mlaznice.
- Dodajte obrub od pet do osam linija oko predmeta, osobito ako je dodirna ploha mala.
- Ako ništa od navedenog ne pomaže, provjerite je li podloga savijena mjerenjem razmaka u devet točaka.
Pazi
Podloga se ne dira rukom radi provjere temperature, a uzorak se ne skida oštricom dok je podloga vruća i dok je ruka iznad grijane plohe. Opružna ploča skida se s uređaja i savija tek nakon što se ohladi ispod 40 °C; tada se predmet u pravilu odvoji sam.
Zapisnik ispitivanja
Ispitivanje ima smisla samo ako se rezultati zapisuju. Zapisnik pretvara pojedinačne uzorke u povijest uređaja i omogućuje da se kasnije odstupanje usporedi s poznatim stanjem, umjesto da se traži od početka.
| Stavka | Što se upisuje | Primjer za P-1 i N-14 |
|---|---|---|
| Datum i uređaj | oznaka uređaja i datum ispitivanja | P-1, ispitivanje nakon kalibracije |
| Materijal | vrsta, proizvođač, boja i oznaka koluta | PLA, kolut br. 7 |
| Postavke | visina sloja, obodne linije, ispuna, temperature, brzina | 0,20 mm, 2 linije, 20 %, 210 i 60 °C, 60 mm/s |
| Izmjereno | mjere uzorka i odstupanje | kocka 20 mm: X 19,94, Y 19,97, Z 20,05 |
| Zahvat | što je promijenjeno i zašto | korak osi X ispravljen s 80,00 na 80,24 |
| Potvrda | uzorak kojim je zahvat potvrđen | ponovljena kocka: X 20,01 |
Kada je uređaj postavljen i ispitan, model N-14 ispisuje se s poznatim ishodom: 90 slojeva, oko 6,2 cm³ materijala, masa u PLA oko 7,7 g, potrošeno oko 2,6 m filamenta i trajanje oko 1 h 50 min. Odstupanje od tih brojeva u kasnijem radu prvi je znak da se na uređaju ili u materijalu nešto promijenilo.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Ispitni uzorak | Namjenski model osmišljen tako da provjerava jedno svojstvo postavljanja uređaja. |
| Most | Dio predmeta koji se ispisuje u zraku, oslonjen samo na dva kraja. |
| Previs | Ploha koja se nadvija nad prazninom pod kutom u odnosu na okomicu. |
| Zračnost spoja | Razlika mjera dvaju dijelova koja omogućuje njihovo sastavljanje. |
| Obrub | Dodatne obodne linije oko prvog sloja kojima se povećava dodirna ploha s podlogom. |
| Zapisnik ispitivanja | Zapis postavki, izmjerenih vrijednosti i zahvata koji omogućuje usporedbu stanja uređaja kroz vrijeme. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Kada je opravdano mijenjati korak osi na temelju izmjerene kocke?
Jednako postotno odstupanje svih mjera u istoj osi znak je pogrešnog koraka; pojedinačno odstupanje ima drugi uzrok.
Pitanje 2 od 3
Previs se pri kutu većem od 45° od okomice počinje odvajati. Prvi zahvat je:
Previs je ispit hlađenja i oslonca; pojačano hlađenje, drugačija orijentacija ili potpore rješavaju problem.
Pitanje 3 od 3
Prvi sloj ne prianja. Koji je korak u postupku prvi?
Masnoća na podlozi najčešći je i najjeftiniji za ukloniti uzrok, pa se provjerava prije svega ostalog.
Odgovoreno 0 od 3.