Моделирование посредством 3D-печати – это процесс, который должен вестись грамотно. Самая главная опасность таится в том, что во время данного процесса модели детали из пластика охлаждаются по-разному, а это может сказаться на искривлении и заворачивании краев модели. При этом деформироваться могут детали из любого пластика – ABS или PLA. В результате закручивания краев изделий экструдер цепляет его и в итоге просто срывает с платформы. Однако имеется ряд способов, позволяющих свести к минимуму возможные проблемы с конечными прототипами.
1. Подогрев рабочего стола.
Этой опцией изначально оснащены многие 3D-принтеры, но иногда модификацию рабочей поверхности приходится выполнять самостоятельно. Благодаря подогреву процесс остывания будет медленнее и ровнее. Особенно актуален подогрев рабочей поверхности при печати крупных прототипов на основе ABS-пластика, который отличается быстрой усадкой нижних слоев модели. Платформа должна подогреваться равномерно, поскольку неравномерность приведет к закручиванию краев модели.
2. Печать с опцией Raft.
Эта опция сегодня оснащает практически все существующие слайсеры. Рафт представляет собой решетчатое основание из материала печати, которое располагается под самым нижним слоем изделия. Благодаря этой опции можно существенно уменьшить искривление и закручивание краев модели, которая будет держаться на плоской рабочей платформе гораздо прочнее.
3. Калибровка по высоте.
Первый слой – основа хорошей печати. Если при его нанесении головка будет находиться слишком высоко над платформой, сцепление с ней материала будет плохим. Решить эту проблему можно экспериментально, то есть подбирая оптимальную высоту. Если платформа подогревается, лучше проводить калибровку в нагретом состоянии – в охлажденном виде калибровка может быть менее точной.
4. Выбор правильной платформы.
Очень часто пластик плохо сцепляется с рабочей поверхностью. Соответственно, нужно подбирать платформу из другого материала – из алюминия, базальта, стекла, стали, титана. Некоторые модели принтеров дополнительно комплектуются специальной пленкой, которая наносится на рабочую поверхность и обеспечивает улучшенное сцепление. Также было обнаружено, что пластики (ABS, PLA) хорошо сцепляются с горячей или теплой капроновой лентой.
5. Забота о чистоте стола.
К покрытой пылью поверхности пластик будет прилипать, а значит, качество печати будет низким. Своевременная очистка рабочей поверхности – зало лучшей адгезии материала с ней. Если при печати используется ABS-пластик, достаточно протереть платформу ацетоном, который растворит мелкие кусочки материала, оставшегося от предыдущего сеанса печати. На PLA-пластик ацетон никак не влияет, поэтому нужно искать другие составы для обработки поверхности, например, лимонен. Нить также следует держать чистой – для этого при печати ее можно пропускать через специальный поролоновый фильтр.
6. Медленная печать.
3D-печать – процесс непростой, поэтому занимает он немало времени. Но чтобы печать действительно была качественной, а материал хорошо связывался с поверхностью принтера, следует замедлять процесс печати. Это обеспечит равномерное охлаждение слоев, что особенно важно при работе с PLA-пластиком, который остывает долго. Следовательно, нижние слои будут деформироваться под давлением слоев сверху.
7. Контроль температуры экструдера.
В идеале экструдер должен быть нагрет чуть выше, чем непосредственно расходный материал. Это обеспечит лучшее сцепление с поверхностью. С другой стороны, от сильного нагревания пластика будет зависеть скорость его остывания, соответственно, слишком большой может стать усадка. То есть экспериментировать с температурным режимом печати нужно очень осторожно, поскольку такие эксперименты могут повысить нагрузку на экструдер, а также забить сопло.
8. Контроль температуры в помещении.
3D-печать должна вестись в хорошо проветриваемом помещении, однако следует избегать сквозняков. В ином случае модель будет охлаждаться неравномерно, соответственно, это приведет к деформациям и искривлениям. Не случайно многие производители принтеров предпочитают создавать модели с закрытыми корпусами, который поддерживает еще и нужный температурный баланс в самой рабочей камере. Этот показатель играет важную роль при работе с ABS-пластиком. При работе с PLA-пластиком наоборот требуется быстрое охлаждение модели, поэтому некоторые модели принтеров оснащаются дополнительными вентиляторами на экструдере, чтобы свежие слои полилактида обветривались. Такая функция реализована, например, в принтере российской разработки PrintBox3D One.
9. Подложка с «ушами».
Как уже говорилось, для обеспечения лучшего сцепления материала и поверхности можно использовать подложку, правда, они могут отрицательно сказаться на качестве нижнего слоя модели. Чтобы не удалять излишки пластика, можно распечатать расширения нижнего слоя, например, по углам – именно эти зоны считаются самыми проблемными. Ушки нужны для того, чтобы при печати края модели держались на месте.
10. Подложка с порогами.
В этом случае снова создается увеличенная в размерах подкладка, которая должна удерживать основание на месте. Этот метод удержания материала на поверхности и предотвращения деформации нижних слоев считается самым эффективным, но с другой стороны, он слишком затратен.
11. Дизайн с применением термостенок.
Такой способ хорош тем, что углы детали будут удерживаться пластиком. Благодаря добавлению тонких стенок вокруг изделия, которые служат своеобразной перегородкой, вокруг печатаемого прототипа сохраняется теплый воздух. При этом сами стенки могут деформироваться. Недостаток такой печати – в дополнительном расходе материалов.
12. Уменьшение объема заполнения.
До начала печати можно решить, как будет заполняться модель – полностью или с некоторыми пустотами. Это определяется в процентном соотношении. С другой стороны, стоит помнить о том, что при охлаждении детали внутри нее пластик будет натягиваться. Если уменьшить заполнение, напряжение станет меньше. Соответственно, можно избежать искривления и закручивания детали.
13. Шлифовка каптона.
При 3D-печати очень часто слои подвергаются деформации, края модели закручиваются вверх. В итоге экструдер наполняется большим количеством тонких волокон пластиковой нити, и рано или поздно ломается. Чтобы избежать этого, многие используют специальную полиамидную пленку Kapton, которая наносится на поверхность рабочей платформы. Этот термоскотч отличается прочной основой, которая покрыта силиконовым клеем. Благодаря этому материал отличается стойкостью к температурным деформациям. Он хорошо удерживается на рабочем столе принтера и легко убирается после завершения печати. Каптоновую пленку можно применять и при печати при высоких температурах, поэтому качественно прорабатываются свисающие элементы.
14. Обработка поверхности рабочего стола пластиком ABS.
Сначала пластик растворяется в ацетоне до жидкого состояния, потом ею смазывают рабочую поверхность стола принтера. Такое покрытие равноценно рафту, создающему улучшенное сцепление материала с поверхностью платформы.