Redovno održavanje 3D printera

Održavanje kao dio rada

U radionici se često čuje da printer radi dok ne stane. To je najskuplji mogući raspored održavanja. Zastoj gotovo nikada ne dođe u praznom terminu: dogodi se usred ispisa koji traje nekoliko sati, pa se uz cijenu dijela plaća i potrošeni materijal, izgubljeno vrijeme i posao koji se ponavlja. Uz to, zapušten uređaj rijetko stane odjednom. Prije toga daje niz ispisa koji su prošli, ali su lošiji nego prije, a ta se postupna promjena teško primijeti jer se događa polako.

Redovno održavanje počiva na jednostavnoj zamisli: umjesto da se čeka kvar, zahvati se dijele po rokovima i izvode se dok uređaj radi ispravno. Većina zahvata traje nekoliko minuta i ne traži poseban alat. Ono što traži jest dosljednost — zahvat koji se izvodi kad se netko sjeti nije plan, nego slučaj.

Rokovi se mogu vezati uz kalendar ili uz sate rada. Kalendar je pregledniji, sati rada su pošteniji. Printer koji radi dva sata tjedno i printer koji radi u dvije smjene ne troše se jednako, pa im ni plan ne može biti isti. U praksi se najčešće uzima kombinacija: kalendar za lagane provjere, sati rada za zahvate koji ovise o trošenju, poput zamjene mlaznice ili podmazivanja vodilica.

Za printer P-1 iz primjera ovog područja, s radnim prostorom 250 × 210 × 210 mm i mlaznicom promjera 0,4 mm, jedan ispis nosača N-14 traje oko 1 h 50 min. U školskoj radionici u kojoj se ispisuje petnaestak takvih predmeta tjedno to je blizu 28 sati rada mjesečno — dovoljno da se mjesečni zahvati stvarno moraju izvoditi mjesečno.

Plan održavanja s rokovima

Plan se najlakše postavi u četiri razine. Prva je vezana uz svaki ispis i izvodi je onaj tko ispis pokreće. Druga je tjedna i traje nekoliko minuta. Treća je mjesečna i traži odvijač i ključ. Četvrta je godišnja i podrazumijeva da se uređaj rastavi do razine na kojoj se vidi stanje kabela, ležajeva i grijača.

Plan nije propis nego polazište. Radionica u kojoj se ispisuje abrazivnim materijalima skratit će rok zamjene mlaznice, a ona u kojoj printer stoji u prašnjavom prostoru skratit će rok čišćenja ventilatora. Bitno je da rokovi budu zapisani i da se zna tko ih izvodi.

Podloga: čišćenje i obnavljanje

Podloga je dio koji najbrže gubi svojstva jer se dira pri svakom ispisu. Masnoća s prstiju, ostaci ljepila i sitni komadići prethodnih predmeta zajedno stvaraju sloj na kojem prvi sloj više ne drži. Pritom se rijetko dogodi da podloga prestane držati odjednom; obično prvo popusti na jednom mjestu, najčešće ondje gdje se najviše ispisuje, pa se pogreška tumači kao problem s poravnanjem.

Postupak čišćenja ovisi o vrsti površine. Staklo podnosi sve: alkohol, toplu vodu s deterdžentom, pa i oštriji strugač. PEI površina, glatka ili zrnata, čisti se izopropilnim alkoholom, a jednom mjesečno toplom vodom i blagim deterdžentom kojim se uklanja ono što alkohol ne otapa. Magnetske savitljive ploče ne smiju se pregrijavati niti savijati preko oštrog ruba. Nijednu površinu ne treba čistiti acetonom osim ako to proizvođač izričito dopušta.

Kada ni čišćenje ne pomogne, PEI površina se može obnoviti laganim brušenjem finim brusnim papirom zrnatosti oko 1000, uz kružno gibanje i bez pritiska, nakon čega se ploča opere. Time se skida najtanji istrošeni sloj i vraća hrapavost. Taj se postupak ne može ponavljati beskonačno; kada ploča postane neravna ili se pojave udubljenja od strugalice, jeftinije je zamijeniti je nego se boriti s ispisima koji ne drže.

Mlaznica: čišćenje, hladni potez i zamjena

Mlaznica je najizloženiji potrošni dio. Kroz otvor promjera 0,4 mm prolazi sve što je u filamentu, uključujući nečistoće i, kod punjenih materijala, tvrde čestice. Mjedena mlaznica pri ispisu PLA ili PETG materijalom izdrži nekoliko stotina sati, ali uz filament s ugljičnim vlaknima ili staklenim kuglicama može se istrošiti i za dvadesetak sati. Trošenje se prepoznaje po tome što otvor postaje veći i nepravilan, pa linije postaju šire, a mjere predmeta odstupaju prema većemu.

Vanjska strana mlaznice čisti se dok je grijaći blok topao, mjedenom četkicom i uz oprez, jer je blok pod naponom i vruć. Nakupljeni zagoreni materijal na vrhu mlaznice inače pada na predmet i ostavlja tamne mrlje.

Unutrašnjost se čisti hladnim potezom. Mlaznica se zagrije na radnu temperaturu materijala, ručno se progura malo filamenta, zatim se temperatura spusti na vrijednost pri kojoj je materijal već čvrst ali još popustljiv, i filament se naglo, jednim pokretom, izvuče iz grijaćeg bloka. Na izvučenom kraju ostaje otisak unutrašnjosti mlaznice, a s njim izlaze i nakupine. Postupak se ponavlja dok izvučeni kraj ne bude čist i oštro oblikovan.

Zamjena mlaznice izvodi se na zagrijanom bloku, jer se hladna mlaznica teško odvija i lako se ošteti navoj. Blok se pritom pridrži ključem kako se sila ne bi prenijela na grijač i osjetnik temperature. Nova se mlaznica zategne umjereno, ostavi se da se blok zagrije na radnu temperaturu i tada se dotegne, čime se sprječava curenje rastaljenog materijala uz navoj.

Mehanika: vodilice, vretena, remeni i vijci

Mehanički dio održavanja svodi se na četiri stvari: da se ono što se giba giba glatko, da ono što prenosi gibanje bude zategnuto, da ono što je pričvršćeno ostane pričvršćeno i da nigdje ne bude zračnosti koja se ne vidi golim okom.

Vodilice se prvo obrišu suhom krpom, jer staro mazivo pomiješano s prašinom radi kao brusni papir. Tek se očišćena vodilica podmazuje, i to tankim slojem. Za okrugle vodilice s linearnim ležajevima i za profilne vodilice koristi se mazivo koje preporučuje proizvođač, obično lagana litijeva mast ili posebno mazivo za linearne vodilice. Navojno vreteno osi Z podmazuje se mašću, ne uljem, jer ulje curi i skuplja prašinu. Višak maziva uvijek je gori od premalo: skuplja prašinu i s vremenom stvara naslagu koja zastaje.

Remeni se provjeravaju pritiskom prsta na sredini slobodnog raspona. Ispravno zategnut remen malo popusti i vraća se bez trzaja, a pri trzaju prstom daje kratak, tup zvuk. Prelabav remen pokazuje se kao zaobljeni umjesto oštrih uglova na predmetu i kao razlika mjera u smjeru te osi; prezategnut remen troši ležajeve motora i podiže buku. Uz remen se provjerava i pritegnutost remenica na osovinama motora, jer olabavljeni vijak na remenici daje pomake sloja koji izgledaju kao kvar upravljačke elektronike.

Vijci okvira provjeravaju se mjesečno, a najviše ih popusti u prvim tjednima rada novog uređaja, zbog slijeganja profila. Provjeravaju se i vijci nosača motora, nosača grijaćeg bloka i ventilatora. Zračnost ekscentričnih matica na kotačićima namješta se tako da kotačić prianja uz profil i može se prstom zakrenuti uz osjetan otpor, ali bez proklizavanja.

Nakon svakog mehaničkog zahvata izvodi se kratak ispitni ispis, najbolje kvadrat od jednog sloja preko cijele podloge. On odmah pokazuje je li poravnanje ostalo ispravno i giba li se nosač ravnomjerno.

Hlađenje, filtri, kabeli i grijači

Printer ima najmanje tri ventilatora i svaki ima svoju zadaću. Ventilator predmeta hladi upravo položeni materijal i najviše utječe na izgled previsa i sitnih detalja. Ventilator hladnjaka na grlu ekstrudera drži toplinsko odvajanje hladnim i ne smije stati ni na trenutak, jer se filament tada omekša iznad grijaćeg bloka i nastaje začepljenje koje se uklanja tek rastavljanjem. Ventilator elektronike hladi pogonske sklopove. Svaki od njih provjerava se sluhom i pogledom: ventilator koji zvuči drugačije nego prije ili se pri pokretanju kratko zaustavlja treba zamijeniti prije nego što stane.

Filtri se nalaze na zatvorenim kućištima i na odsisu. Zasićen filtar ne zaustavlja isparavanja i uz to smanjuje protok zraka, pa se rok zamjene uzima prema uputama proizvođača i prema satima rada s materijalima koji zahtijevaju odsis.

Kabeli su najčešći uzrok kvarova koji izgledaju nasumično. Kabel koji se pri svakom pomaku savija na istom mjestu s vremenom puca u izolaciji ili u žici, a kvar se javlja povremeno i nestaje kada se kabel pomakne. Pregledavaju se snop prema glavi ekstrudera, kabeli grijača i osjetnika te priključci na upravljačkoj ploči. Priključci grijača podloge posebno se provjeravaju na potamnjenje, jer kroz njih teče najveća struja u uređaju.

Grijač i osjetnik temperature u grijaćem bloku moraju biti čvrsto uleženi. Osjetnik koji se olabavio pokazuje nižu temperaturu od stvarne, pa upravljanje dodatno grije blok i materijal zagara. Silikonska navlaka preko bloka smanjuje gubitke i drži temperaturu mirnijom, ali se jednom u nekoliko mjeseci skida i provjerava jer ispod nje zna zaostati rastaljeni materijal.

Zapisi o zahvatima i potrošnom materijalu

Zapis pretvara održavanje iz niza pojedinačnih zahvata u podatak. Bez njega se ne zna koliko je mlaznica stvarno trajala, je li se kvar ponovio i koliko materijala odlazi na neuspjele ispise. S njim se te brojke vide, pa se plan može prilagoditi stvarnom opterećenju.

Dovoljna je tablica s pet stupaca: datum, sati rada uređaja, zahvat, ugrađeni dio i primjedba. Uz nju se vodi i evidencija potrošnog materijala — svitci filamenta po vrsti i boji, s datumom otvaranja, jer o tome ovisi je li materijal upio vlagu. Mnogi upravljački programi sami broje ukupno vrijeme ispisa i potrošenu duljinu filamenta, pa se ti podaci mogu samo prepisati.

Iz zapisa se izvode dvije korisne procjene. Prva je vijek dijela: ako se mlaznica prosječno mijenja svakih 250 sati, sljedeća se zamjena planira, a ne čeka. Druga je udio neuspjelih ispisa: ako je od trideset poslova pet završilo neuspješno, gubitak nije zanemariv i isplati se potražiti zajednički uzrok umjesto da se svaki ispis ponavlja.

Uz zapis ide i mala zaliha dijelova koji se troše: nekoliko mlaznica, rezervna cijev ekstrudera, jedan ventilator i jedna podloga. Dio koji stoji u ladici stoji jeftino; isti dio koji se čeka tjedan dana zaustavlja radionicu.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.