Es gibt viele Möglichkeiten und Gründe, warum dein 3D Druck schiefgelaufen ist oder optisch nicht gut aussieht. Nachfolgend findest du die 5 häufigsten Probleme beim 3D Druck mit dem FDM Verfahren, ihre Ursachen und Lösungen:
1. Das Warping von 3D Druck Bauteilen
Wenn sich die unteren Schichten der druckenden Bauteile vom Druckbett ablösen und sich verziehen, spricht man vom Warping oder Verziehen des Materials. Dies ist eines der häufigsten Probleme beim 3D Druck und tritt dann auf, wenn Spannungen zwischen den Schichten und innerhalb des gedruckten Materials entstehen.
Was führt zu Warping?
Der Grund für diese Spannungen ist in nahezu allen Fällen ein zu hoher Temperaturunterschied innerhalb des gedruckten Teils. Alle Kunststoffe ziehen sich beim Abkühlen zusammen, die einen mehr, die anderen weniger. Wenn ein Bauteil unterschiedlich schnell abkühlt und ein Filament wie ABS verwendet wird, können sich die äußersten Punkte (meist die Ecken) von der Druckplatte lösen und in Richtung des Materials mit weniger Spannung (in die Mitte) biegen. Das liegt an der Schrumpfrate von 2 – 3 %.
Die Ursachen hierfür können unterschiedlich sein. In der Regel gibt es einen zu hohen Temperaturunterschied zwischen der Umgebung und dem 3D Druck-Objekt. Besonders anfällig hierfür sind Materialien, welche mit einer hohen Temperatur gedruckt werden müssen wie zum Beispiel ABS, PC oder Nylon. Für diese Materialien empfiehlt es sich, einen Drucker mit geschlossenem Bauraum zu verwenden. Bei einem offenen Gehäuse reicht schon die Bewegung der Umgebungsluft, um die Temperatur stark genug zu beeinflussen.
Wie kann Warping vermieden werden?
1.
Das Druckbett richtig kalibrieren
2.
Die Druckbetttemperatur anpassen (z.B. ABS
80-100°C)
3.
Haftungsoberfläche mittels Raft oder Brim im
Slicing-Programm erhöhen
4.
Lüftung während des Drucks reduzieren (besonders
bei den ersten Schichten)
5.
Mit Hilfe eines Klebefilms die Haftung
verbessern (z.B. Haarspray oder 3D Klebestift)
2. Das Stringing innerhalb oder zwischen den Bauteilen
Das sogenannte Stringing ist ein sehr oft anzutreffendes Problem beim 3D Druck, welches sich durch das Ausbilden von Fäden zwischen den Außenkonturen eines Bauteils oder mehrerer Bauteile eines Drucks bemerkbar macht.
Was sind die Gründe für Stringing?
Die Fäden entstehen während sich der Druckkopf bewegt ohne zu drucken, aber Filament aus der Düse sickert. Bei dieser Einstellung ist es wichtig den Wert anzupassen. Ist er zu klein, läuft der Extruder Gefahr nicht mehr zu greifen. Ist er zu groß, kann es passieren, dass die Düse nicht genug Material bekommt.
Eine weitere mögliche Ursache ist eine zu hohe Temperatur. Dadurch wird das Material zu dünnflüssig und wird von der Düse mitgezogen. Um dies zu vermeiden, kann man sich der Einzugs- oder Retract-Funktion bedienen.
Wie kann ich Stringing vermeiden?
Die meisten Drucker haben eine Rückzug- oder Retract-Funktion, welche bei eben solchen Bewegungen das Filament ein wenig zurückzieht. Das verringert den Druck in der Düse. Ein guter Richtwert hierfür liegt zwischen 5 und 8 mm. Um das Stringing durch eine zu hohe Temperatur zu verhindern, kann man im Vorfeld mit dem gewünschten Material einen so genannten Temptower drucken. An diesem ist erkennbar, wie sich das Material bei unterschiedlichen Temperaturen (mit den aktuellen Kühlungseinstellungen) verhält. Die Praxis hat gezeigt, dass einige Schritte von 5 °C um die vom Hersteller herum angegebene Drucktemperatur ideal sind, um die beste Einstellung herauszufinden.
Auch die Kühlung (Einstellung der Lüfterdrehzahl) kann helfen, ein Stringing zu vermeiden. Diese Einstellung ist allerdings mit Vorsicht zu genießen, da sie zum Wrapen des Teils führen kann.
3. Unzureichende Druckbetthaftung
Wenn sich das 3D Druck-Objekt nach einigen Schichten oder vielleicht sogar schon bei der ersten Schicht von der Druckplatte löst, kann dies etliche Ursachen haben.
Wo liegen die Ursachen?
Die Ursachen hierfür hängen meist mit der Kalibrierung des Gerätes zusammen. Möglicherweise ist die Düse an der betroffenen Stelle zu weit vom Druckbett entfernt. Auch die Position des Druckbetts kann von der letzten Kalibrierung abweichen. Die richtige Temperatur des Druckbetts spielt ebenso eine große Rolle für die Haftung der ersten Schichten. Die Druckgeschwindigkeit sollte für die ersten Schichten auch nicht zu schnell gewählt sein, da Sie entscheidend für den Rest des Druckprozesses ist.
Wie verbessere ich die Haftung des 3D Drucks?
1.
Überprüfen der Führungen der Achsen auf die richtige Ausrichtung.
2.
Leveln des Druckbetts in einem Rastermuster (ggf. manuell mit einem Stahlmaß bzw. dünnen Papier)
3.
Checken der Temperatureinstellungen der Druckplatte
4.
Regeln der Geschwindigkeit für die erste Schichten auf einen Wert zwischen 20 und 30 mm/s
5.
Auftragen einer dünnen Schicht eines Haftmaterials auf die Druckplatte (3D Klebestift oder Haarspray)
4. Probleme beim 3D Druck mit Unterextrusion
Es sind Lücken in den Außenwänden zu erkennen? Dann kommt während des Druckens nicht genug Material aus der Düse. Man spricht von einer Unterextrusion.
Diese hat verschiedenste Ursachen, welche zumeist mechanischen Ursprungs sind. Der häufigste Grund für Unterextrusion ist ein Problem mit dem Filament bzw. dessen Förderung. Die meisten 3D Drucker sind auf einen bestimmten Durchmesser des Filaments (handelsüblich 1,75 mm bzw. 2,85 mm) ausgelegt. Dies kann bei einer Abweichung davon zu Problemen führen. Möglicherweise passt der eingestellte Durchmesser nicht zum verwendeten.
Wenn du Lücken in deinem Druck feststellst, überprüfe die folgenden Punkte:
1.
Die Düse ist sauber und lässt Material fließen.
2.
Das Zahnrad des Extruders greift richtig im Filament und bewegt dieses.
3.
Die Filamentrolle ist drehbar gelagert und spult sauber ab.
4.
Der Durchmesser des Filaments ist gleichmäßig den Herstellerangaben entsprechend.
5.
Der im Slicing-Programm eingestellte Durchmesser passt zum eingelegten Filament.
5.
Die Fluss-Rate ist im Slicer auf 100% eingestellt.
5. Durchhängen - unansehnliche Überhänge und Deckschichten
Probleme beim 3D Druck müssen nicht immer technischer Natur sein. In vielen Fällen ist auch die Optik des Druckteils von entscheidender Bedeutung. Mit einer leicht stufigen Oberfläche des 3D Druck Teils muss man beim FDM Verfahren leben. Nicht aber mit unschönen Verformungen an den Außenwänden oder den Deckschichten. Wir erklären wie sie das Durchhängen vermeiden.
Warum kommt es zu Verformungen an den Außenwänden?
Die Schichten haben an diesen Stellen nicht genügend Halt nach unten oder werden sogar ins Leere gedruckt. Deshalb hängen sie durch.
Wie kann ich Durchhängen verhindern?
1.
Deckfläche: 20 – 25 % Füllung im Innenraum des Körpers
2.
Überhänge: bei Winkeln unter 45° mit Stützstrukturen arbeiten und Schichtstärke reduzieren
3.
Radien oder Freiformen: die richtigen Supportstrukturen setzen
Um dies bei Deckflächen zu verhindern, muss der Innenraum des 3D Druckkörpers genügend Füllung enthalten. Ein guter Richtwert liegt hier bei 20 – 25 %. Je weniger Füllung enthalten ist, desto größer ist der Abstand zwischen den Punkten, zwischen denen eine Deckschicht in der Luft gedruckt wird. Somit ist die Gefahr höher, dass das Material an diesen Stellen durchhängt.
Eine ähnliche Herangehensweise gilt es für Überhänge zu beachten. Normalerweise lassen sich Winkel von 45° und mehr in Z-Richtung sehr gut drucken und benötigen keinerlei Support. Anders ist es bei Winkeln unter 45°. Hier ist es ratsam mit Stützstrukturen zu arbeiten und den Mehraufwand für deren Entfernen in Kauf zu nehmen. Um dies ein wenig zu minimieren, ist es möglich die Schichtstärke zu reduzieren. So wird das überhängende Material je Winkelgrad reduziert. Das ermöglicht kleinere Winkel ohne Stütze.
Bei Radien oder Freiformen kann der Supportwinkel im Slicer variiert oder dieser komplett deaktiviert werden. In nahezu allen Programmen ist es dann möglich mit Hilfe bestimmter Funktionen oder Add-Ons den Support manuell einzustellen bzw. einzufügen. Bei größeren Teilen können in 10 Minuten die richtigen Supportstrukturen gesetzt werden. Das spart mehrere Stunden Druckzeit und Nacharbeit.
