پرینترهای سه‌بعدی دستگاه‌های بسیار جالبی هستند؛ اما درحال‌حاضر این فنّاوری، هنوز کاملاً جدید است و به‌همین‌دلیل بسیاری از مردم آن را تقریباً غیرقابل‌اعتماد می‌دانند؛ بنابراین پرینت سه بُعدی اگرچه یک فنّاوری پیشگامانه است؛ اما بدون چالش نیست و مشکلات رایج آن از خرابی سخت‌افزار و مشکلات متریال گرفته تا تنظیمات نادرست و اشکالات نرم‌افزاری، می‌توانند کیفیت چاپ را به خطر بیندازند و جدول زمانی پروژه شما را مختل کنند.
اکنون در این مقاله، بسیاری از مشکلات رایج مربوط به پرینترهای سه‌بُعدی، به‌خصوص پرینتر سه بعدی FDM و نحوه عیب‌یابی آن‌ها را بررسی می‌کنیم. با ما همراه باشید.
انواع مشکلات پرینتر سه بعدی
پس‌از شناسایی مشکلات پرینتر سه بعدی که با آن‌ها مواجه هستید، می‌توانید فرایند عیب‌یابی را آغاز کنید. در ادامه مروری بر 10 مورد از مشکلات رایج پرینترهای سه‌بعدی که ممکن است با آن‌ها برخورد کنید و نحوه تشخیص و رفع آن‌ها آمده است:
چسبندگی ضعیف بستر (Poor Bed Adhesion)
چسبندگی خوب ماده به بستر برای دستیابی به پرینت‌های سه‌بعدی با کیفیت بالا ضروری است. درحالی‌که چسبندگی ضعیف می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند تاب‌برداشتن (warping) یا جداشدن کامل مدل از بستر شود؛ درنتیجه، پرینت‌های ناموفق و هدررفت مواد را به‌همراه داشته باشد. چندین روش وجود دارند که سازندگان برای بهبود چسبندگی بستر در لایه‌های اولیه از آن‌ها استفاده می‌کنند:
● ترازکردن بستر پرینت
تنظیم صحیح بستر پرینت سه‌بعدی و اطمینان از ترازبودن آن به بهبود چسبندگی کمک می‌کند؛ زیرا یک بستر غیرتراز می‌تواند نقاط ضعف ایجاد کند که در آن‌ها، ماده به سطح پرینت کمتر چسبیده باشد.
● استفاده از چسب
استفاده از چسب‌های مخصوص پرینترهای سه‌بعدی، چسب ماتیکی یا اسپری مو می‌تواند چسبندگی بستر را با افزایش پیوند لایه اول به بستر پرینت بهبود ببخشد.
● تنظیم دمای پرینت
اطمینان از ذوب‌شدن فیلامنت در دمای مناسب می‌تواند به بهبود چسبندگی بستر کمک کند، همچنین استفاده از بستر گرم نیز مؤثر است.
● کاهش سرعت لایه‌های اول
کاهش سرعت پرینت برای چند لایه اول می‌تواند چسبندگی لایه اول را به‌طور قابل‌توجهی بهبود دهد؛ زیرا فیلامنت زمان بیشتری برای پیوند به بستر پرینت خواهد داشت.
● استفاده از رَفت یا بریم
این ویژگی‌های پرینت سه‌بعدی، اندازه سطح مدل‌ها روی بستر پرینت را افزایش می‌دهند؛ درنتیجه می‌توانند به حفظ ثبات آن‌ها و رفع مشکلات پرینتر سه بعدی کمک کنند.
صدای کلیک اکسترودر (Extruder Clicking)
صدای کلیک اکسترودر که با صدای کلیک مداوم هنگام کار پرینتر سه‌بعدی قابل‌شناسایی است، اغلب نشانه‌ای از تلاش اکسترودر برای تغذیه فیلامنت به نازل است. این مورد از مشکلات پرینتر سه بعدی می‌تواند ناشی از گرفتگی نازل، تنظیمات نادرست قطر فیلامنت یا مشکلات کشش در چرخ‌دنده‌های اکسترودر باشد. راه‌حل‌ها شامل موارد زیر هستند:
● تمیزکردن نازل
ازآنجاکه یک نازل مسدودشده می‌تواند مانع از عبور فیلامنت به‌طور روان از نازل شود، مهم است که نازل را به‌طور مرتب بررسی و هرگونه انسدادی را برطرف کنید. اگر می خواهید بدانید نازل پرینتر سه بعدی چیست و چه کاربردی دارد، این مطلب را بخوانید.
● افزایش دمای پرینت
افزایش دمای پرینت به‌صورت تدریجی می‌تواند به جریان بهتر فیلامنت کمک کند و صدای کلیک اکسترودر را به حداقل برساند.
● تنظیم کشش فنر اکسترودر
اگر کشش بر روی فیلامنت بیش‌ازحد باشد، می‌تواند سرعت تغذیه فیلامنت را کاهش دهد و منجر به صدای کلیک شود. با استفاده از پیچ تنظیم اکسترودر، کشش فنر را تنظیم کنید تا صدای کلیک متوقف شود.
اکستروژن کم (Under Extrusion)
اکستروژن کم زمانی رخ می‌دهد که پرینتر نمی‌تواند به اندازه کافی فیلامنت به نوک داغ نازل برساند، که منجر به لایه‌های نازک و پرینت‌های ضعیف می‌شود. این مشکل می‌تواند به‌دلیل نازل نیمه مسدود شده، تنظیمات اشتباه برش‌زنی (slicing settings)، یا مشکلات در باز شدن آزادانه قرقره فیلامنت باشد. برای رفع اکستروژن کم:
● تمیزکردن نازل
با حذف هرگونه انسداد جزئی از داخل و خارج نازل پرینتر سه‌بعدی، جریان یکنواخت‌تری از فیلامنت تضمین می‌شود.
● بررسی لوله بوون
اگر پرینتر سه‌بعدی شما دارای لوله بوون (Bowden tube) برای هدایت فیلامنت به هد پرینت است، اطمینان حاصل کنید که گردوغبار یا زباله‌ای در داخل لوله وجود نداشته باشد.
● نگهداری چرخ‌دنده‌های محرک
چرخ‌دنده‌های محرک به هدایت فیلامنت به هد پرینت کمک می‌کنند؛ اما حرکت آن‌ها می‌تواند توسط گردوغبار و ذرات دیگر مختل شود. تمیزکردن چرخ‌دنده‌های محرک و تعویض آن‌ها در صورت ساییدگی می‌تواند به کاهش این مورد از مشکلات پرینتر سه بعدی کمک کند.
اکستروژن بیش‌ازحد (Over Extrusion)
اکستروژن بیش‌ازحد زمانی رخ می‌دهد که مقدار زیادی فیلامنت روی سطح چاپ ریخته می‌شود و منجر به بروز پدیده‌هایی مانند ترشح (oozing) و ایجاد برجستگی‌ها و لکه‌های اضافی روی سطح چاپ می‌شود. این مورد از مشکلات پرینتر سه بعدی معمولاً به‌دلیل تنظیمات نادرست نرخ جریان (flow rate)، دمای خیلی بالا یا قطر فیلامنت نادرست ایجاد می‌شود. برای اصلاح اکستروژن بیش‌ازحد، می‌توان موارد زیر را انجام داد:
● کالیبراسیون تنظیمات فیلامنت
نرخ جریان پرینتر سه‌بعدی خود را با اندازه‌گیری دقیق قطر فیلامنت کالیبره کنید. با استفاده از کولیس، قطر فیلامنت را در طول‌های مختلف به‌صورت دستی بررسی کنید.
● تنظیم نرخ جریان
مقدار ضریب اکستروژن (extrusion multiplier) را در تنظیمات نرم‌افزار برش (slicer settings) تنظیم کنید. به‌طور معمول، این مقدار روی ۱۰۰٪ تنظیم شده است؛ اما با کاهش تدریجی آن می‌توانید اکستروژن بیش‌ازحد را به حداقل برسانید.
● کاهش دمای پرینت
اطمینان حاصل کنید که پرینتر سه‌بعدی شما روی دمای مناسب برای نوع فیلامنت مورد استفاده تنظیم شده است. به‌صورت تدریجی دمای پرینت را کاهش دهید تا جریان فیلامنت به‌طور یکنواخت تنظیم شود.
جداشدن لایه‌ها (Layer Separation)
جداشدن لایه‌ها که به‌عنوان دلمنیشن (delamination) نیز شناخته می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که لایه‌های پرینت به‌درستی به یکدیگر نمی‌چسبند. این مورد از مشکلات پرینتر سه بعدی ممکن است به‌دلیل چسبندگی ناکافی لایه‌ها ناشی از دمای پایین اکسترودر یا سرعت‌های نامناسب خنک‌سازی رخ دهد. برای رفع این مشکل می‌توان اقدامات زیر را انجام داد:
● افزایش دمای اکسترودر
اطمینان حاصل کنید که دمای اکسترودر به‌اندازه کافی بالا باشد تا چسبندگی قوی بین لایه‌ها ایجاد شود.
● بهینه‌سازی خنک سازی
سرعت فن‌های خنک‌کننده را تنظیم کنید تا تعادلی بین سفت‌شدن و چسبندگی ایجاد شود.
● کاهش سرعت پرینت
سرعت پرینت کمتر می‌تواند چسبندگی بین لایه‌ها را با اختصاص زمان بیشتر برای اتصال، بهبود بخشد.
جابه‌جایی لایه‌ها (Layer Shifting)
گاهی اوقات این مشکل به‌صورت جابه‌جایی کامل لایه‌های بالایی به نظر می‌رسد و گاهی به‌تدریج لایه‌ها در جهت اشتباه جابه‌جا می‌شوند. برای رفع مشکل جابه‌جایی لایه‌ها می‌توان اقدامات زیر را انجام داد:
رفع مشکل تاب‌برداشتن
جابه‌جایی لایه‌ها می‌تواند به‌دلیل برخورد نازل با لایه چاپ‌شده و درنتیجه پرش استپرموتور رخ دهد. این اتفاق معمولاً زمانی رخ می‌دهد که یکی از گوشه‌های مدل چاپی از بستر پرینت جدا شده و ارتفاع آن افزایش یافته است. رفع مشکل تاب‌برداشتن با استفاده از چسب یا بستر گرم می‌تواند کمک‌کننده باشد.
کالیبره‌کردن سخت‌افزار پرینتر سه‌بعدی
جابه‌جایی لایه‌ها ممکن است به‌دلیل شل‌بودن تسمه‌ای که حرکت هد پرینت را تسهیل می‌کند، ایجاد شود. با سفت‌کردن این بخش مهم می‌توانید هد پرینت را در مسیر صحیح نگهدارید و جابه‌جایی لایه‌ها را به حداقل برسانید.
کاهش سرعت پرینت
کاهش سرعت پرینت می‌تواند به رفع مشکل جابه‌جایی لایه‌ها کمک کند؛ زیرا این کار دقت حرکت هد پرینت را افزایش می‌دهد.
تاب‌برداشتن (Warping)
تاب‌برداشتن در پرینت سه‌بعدی زمانی رخ می‌دهد که لبه‌های یک مدل از بستر پرینت بلند شده است و منجر به تغییر شکل و غیرقابل‌استفاده‌شدن مدل‌ها می‌شود. این مورد از مشکلات پرینتر سه بعدی معمولاً به‌دلیل خنک‌سازی نامنظم و جمع‌شدگی متریال رخ می‌دهد و بیشتر در مواد با دمای پرینت بالا مانند ABS مشاهده می‌شود. برای کاهش تاب برداشتن می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:
- استفاده از بستر گرم: یک بستر گرم به حفظ دمای یکنواخت‌تر کمک می‌کند، زمان خنک‌شدن را کاهش می‌دهد و خطر تاب‌برداشتن را کم می‌کند.
- استفاده از محفظه: استفاده از محفظه پرینتر سه‌بعدی می‌تواند به حفظ دمای یکنواخت در طول فرایند پرینت کمک کند و اجازه دهد فیلامنت با نرخ کنترل‌شده‌تری خنک شود.
- استفاده از چسب: یک لایه نازک چسب، مانند چسب ماتیکی یا اسپری مو، روی بستر پرینت می‌تواند چسبندگی لایه‌های اول را افزایش و خطر تاب‌برداشتن را کاهش دهد.
- بهینه‌سازی دمای بستر: اطمینان حاصل کنید که دمای بستر به‌درستی برای ماده مورد استفاده تنظیم شده است تا از بلندشدن لبه‌ها جلوگیری شود.
3 مورد دیگر از مشکلات پرینتر سه بعدی که نسبت به موارد بالا کمتررایج هستند، عبارت‌اند از:
● لایه‌های بالایی ناقص (Incomplete Top Layers)
اگر لایه‌های بالایی به‌درستی چاپ نمی‌شوند، افزایش تعداد لایه‌های بالایی در تنظیمات نرم‌افزار برش (slicer settings) می‌تواند به بهبود این مشکل کمک کند. همچنین، بررسی و در صورت نیاز افزایش درصد اینفیل (infill) برای پشتیبانی بهتر از لایه‌های بالایی نیز مفید است.
● فیلامنت شکننده (Brittle Filament)
فیلامنت‌ها، به‌ویژه فیلامنت PLA، ممکن است در اثر قرارگرفتن در معرض رطوبت، شکننده شوند. فیلامنت‌ها را در مکانی خشک و خنک، ترجیحاً به همراه خشک‌کننده‌ها (desiccants)، نگهداری کنید. اگر فیلامنت رطوبت جذب کرده باشد، می‌توانید آن را در خشک‌کن فیلامنت یا فر (oven) خشک کنید.
● ایجاد سایه یا اکو (Ghosting or Echoing)
ایجاد سایه به‌دلیل ارتعاشات پرینتر رخ می‌دهد. اطمینان حاصل کنید که پرینتر شما روی سطحی پایدار قرار دارد. تنظیم سرعت پرینت و اطمینان از کشش مناسب تسمه‌ها می‌تواند این مشکل را کاهش دهد.
سخن پایانی
مشکلات پرینتر سه بعدی می‌توانند بسیار بیشتر از این موارد باشند؛ ولی ما اصلی‌ترین مواردی را که کاربرها به‌طور روزمره با آن‌ها دست‌وپنجه نرم می‌کنند در این مقاله پوشش دادیم. گاهی اوقات این مشکلات ممکن است ناامیدکننده باشند؛ اما هر بار که شکست خوردید، باید بفهمید که چه اتفاقی افتاده است تا از تکرار آن جلوگیری کنید.