Proč upgrade na extrudér s přímým pohonem často vede ke špatné kvalitě 3D tisku?

3D tiskárna je sofistikovaný stroj, který taví plasty do složitých 3D tvarů. Upgrade jednoho zahrnuje pohrávání si s komplikovanými pohybovými systémy a propracovanou elektronikou s přidanou složitostí úprav firmwaru.

To stále neodradilo rostoucí počet neohrožených nadšenců 3D tisku od nákupu 3D tiskáren základní úrovně a jejich úpravě, aby konkurovaly drahým modelům. Jeden z nejpopulárnějších modů zahrnuje modernizaci standardních Bowdenových extrudérů na extrudéry s přímým pohonem.

Bylo by spravedlivé předpokládat, že modernizace samotné tiskové hlavy by zaručila dostatečné zlepšení, které by ospravedlnilo související potíže. Ale co kdybychom vám řekli, že tento drahý upgrade často snižuje kvalitu tisku?

Zmatený? Čtěte dále a zjistěte, proč upgrade extruderu není tak jednoduchý, jak to zní.

Mýtus: Extrudéry s přímým pohonem zlepšují kvalitu tisku

Navštivte jakékoli fórum pro 3D tisk a určitě najdete členy, kteří si stěžují na špatnou kvalitu tisku hned po upgradu na extrudéry s přímým pohonem. Některé z těchto případů můžete připsat vadným dílům upgradu a nesprávným instalačním postupům, ale nejde o ojedinělé incidenty.

Ve skutečnosti veteráni 3D tisku vědí, že je prakticky nemožné, aby se i drahé tiskárny vyrovnaly kvalitě tisku z krabice s tiskárnami Creality Ender-3. Takže, co se tady děje?

Nejprve se však vraťme o krok zpět, abychom pochopili, co jsou extrudéry s přímým pohonem, jak se liší od standardních extrudérů a proč jsou považovány za vhodné upgrady.

Co jsou bowdenové extrudéry?

Oblíbené 3D tiskárny základní úrovně, jako je Ender-3, se dodávají s extrudery Bowden. Tato konstrukce tiskové hlavy fyzicky odděluje extrudér (který tlačí vlákno do trysky) od sestavy horkého konce, která se skládá z chladiče, tepelného zlomu, topného bloku a trysky.

Tyto extrudéry dostaly svůj název podle výrazně delší bowdenové (nebo PTFE) trubky spojující extrudér se sestavou horkého konce. Jedná se o relativně jednoduchý design, který je nákladově efektivní. Ale delší dráha filamentu Bowdenova extrudéru také téměř znemožňuje tisk flexibilních filamentů.

V tu chvíli se v podstatě snažíte stlačit lano po hadici. A to je místo, kde přicházejí na scénu extrudéry s přímým pohonem.

V čem jsou extrudéry s přímým pohonem lepší?

Tento design tiskové hlavy kombinuje extrudér a sestavu horkého konce do jedné jednotky. Cílem je snížit dráhu vlákna přiblížením extrudéru co nejblíže k trysce. Pokud tak učiníte, výrazně se zkrátí délka vlákna, které je třeba zatlačit dolů PTFE trubicí. To také znamená, že kratší část vlákna musí tlačit na trysku, aby se vytvořil vytlačovací tlak.

Kratší část vlákna je ze své podstaty tužší, a proto je méně pravděpodobné, že se na cestě k trysce shlukne a ucpe. To umožňuje extrudérům s přímým pohonem snadno tisknout flexibilní filamenty a zároveň redukovat nastavení vzdálenosti zatahování u běžných filamentů. Kratší část filamentu je také snadněji ovladatelná s přesností, což snižuje problémy s navlékáním, které jsou patrné u komplikovaných 3D tisků.

Ale jsou opravdu lepší?

Extrudéry s přímým pohonem skutečně dělají 3D tisk s flexibilními vlákny hračkou, ale virtuálně všichni si přesto stěžují na ošklivé problémy se Z-bandingem po upgradu z bowdenu na přímý pohon extrudéry. Tito gremlini se projevují jako ošklivé pásy běžící vertikálně přes tiskovou plochu a jsou viditelné podél osy Z 3D tiskárny.

Závažnost pruhování se může lišit tiskárnu od tiskárny, ale zcela se projevuje u všech extrudérů s přímým pohonem. Osobně jsem použil pět různých extrudérů s přímým pohonem, přičemž každý extrudér vykazoval tento problém v různé míře.

A nejen já a pár statistických odlehlých osob čelím těmto problémům.

Vydání č. 602 Wasteland

Majitelé tiskáren s přímým pohonem Prusa se hromadně zhroutili, když si uvědomili, že jejich drahé stroje se kvalitou tisku nemohou rovnat podstatně levnějším tiskárnám Ender-3. To, co začalo jako hlášení o chybě s odkazem na nekonzistentní vytlačování vlákna, se nakonec zrodilo v nechvalně známý Vydání #602.

Josef Prusa, majitel a zakladatel Prusa Research, zareagoval mobilizací své armády inženýrů, aby se věcí zabývali, ale problém zůstává dodnes nevyřešen. Existuje celá Discord komunita, dabovaná The 602 Wasteland, kde nadšenci do 3D tiskáren nejen lamentují a vtipkují nad nevyřešeným fenoménem stejnou měrou, ale někteří si dokonce lámou hlavu nad řešením problému.

Stručně řečeno, uživatelé si budou muset na tento jev stěžovat, jakmile 3D tiskárny vybavené extrudérem s přímým pohonem dosáhnou dostatečně velké instalované uživatelské základny. Majitelé velmi oblíbených 3D tiskáren Voron DIY (viz naše Voronův průvodce pro začátečníky) znát tento fenomén jako Vydání č. 6. Najdete lidi, kteří maskují prozrazující nekonzistenci vytlačování přichycením fotek pod příznivou světelných podmínek, ale problém je přímo viditelný, jakmile jsou 3D výtisky pořízeny pod hlavou osvětlení.

Co způsobuje tyto problémy s vytlačováním přímého disku?

Jakmile vyloučíte problémy s nesprávnou montáží a laděním, hlavní teorie pro nekonzistentní extruze spojená s extrudéry s přímým pohonem se scvrkává na extrudér Bondtech „Dual Drive“. ozubená kola. Jedná se o přesně stejná ozubená kola s přímým řezem, která se nacházejí prakticky v každém extrudéru s přímým pohonem, který se používá v oblíbených návrzích 3D tiskáren od Prusa a Voron.

3D tisk YouTubers Design Prototype Test a MihaiDesigns odvedly skvělou práci při zúžení problému na ozubená kola extruderů Bondtech a první vyšetřování stojí za to se podívat. Oba youtubeři navrhli použití šroubovitého nebo rybího extruderu, aby se odstranil nekonzistentní problém s vytlačováním.

V době psaní tohoto článku ani Bondtech, ani žádný jiný výrobce extruderů nepřinesl na trh vylepšený design.

Jak jsou bowdenové extrudéry imunní vůči těmto problémům?

Pamatujete si, jak jsme zavrhli bowdenové extrudéry tím, že jsme ilustrovali, jak se jejich konstrukce podávání vlákna rovná stlačování lana po hadici? Mít tento stupeň prověšení a následné zpoždění nárůstu tlaku v trysce je perfektní pro vyhlazení nekonzistencí při vytlačování, které vyplývají ze špatné konstrukce ozubeného kola vytlačovacího stroje s přímým pohonem.

Stejné konstrukční nedostatky, které brání Bowdenovým extrudérům v tom, aby měly kratší zatahovací vzdálenosti – a rychlejší a citlivější ovládání nad tlakem trysky – hodí se také k tomu, aby se ve skutečném 3D tisku nikdy neprojevily nekonzistentní artefakty vytlačování objektů.

Podívejte se na čistý 3D tisk (a chybějící Z-banding v něm) získaný z mé sériové tiskárny Ender-3 vybavené Bowdenovým extruderem, pokud tomu připadáte těžké uvěřit. Od té doby jsem použil půl tuctu různých extrudérů s přímým pohonem, aniž bych kdy byl schopen dosáhnout této úrovně konzistence vytlačování.

Není divu, že někteří majitelé 3D tiskáren Voron stále přísahají a používají Bowdenovy extrudery právě z tohoto důvodu. To však má několik výhrad.

Měli byste „upgradovat“ na bowdenový extrudér?

Určitě byste to neměli dělat, pokud plánujete tisknout flexibilní filamenty, které absolutně potřebují kratší dráhu filamentu u extrudéru s přímým pohonem. Ti, kteří vlastní rychlé tiskárny CoreXY, jsou také lepší, když zůstanou u svých extrudérů s přímým pohonem.

To platí zejména v případě, že nechtějí obětovat ani rychlost, ani pokročilou funkci předstihu tlaku. Pro Bowdenovy extrudery je nemožné vytáhnout pokročilou regulaci tlaku trysky při vysokých rychlostech tisku. K rychlému tisku s povoleným předstihem tlaku nezbytně potřebujete extrudér s přímým pohonem.

Nekonzistence vytlačování spojená s extrudéry s přímým pohonem neznamená konec světa. Aditivní tisk by neměl být zpočátku esteticky čistý, takže menší Z-páskování je přijatelné.

Pokud však zaznamenáváte závažné nekonzistence při vytlačování, je lepší podívat se na jiné pravděpodobné příčiny, jako je regulace tepla lože, vazba v ose Z a rychlost průtoku vlákna.

Cykloidní převodový extrudér Prusa XL na záchranu

Ne každý bere tento problém vleže. Prusa Research provedl radikální změny v nové konstrukci extruderu použitého v připravované tiskárně Prusa XL CoreXY, jak je podrobně popsáno v náš základní nátěr na Prusa XL. Mnozí věří, že tento návrh by mohl vyřešit problém č. 602, který nadále sužuje stávající tiskárny Prusa s přímým pohonem.

Je trochu předčasné vkládat naše naděje do Prusa XL, ale rozhodně je lepší, než pokračovat v používání stejných extrudérových převodů s přímým pohonem Bondtech, u kterých existuje podezření, že způsobují výše uvedené problémy s vytlačováním.

Problémy s extrudérem s přímým pohonem

Jak jsme prozkoumali, zatímco extrudéry s přímým pohonem dělají 3D tisk s flexibilními vlákny mnohem snazší, upgrade na jeden z bowdenů může vést k ošklivým problémům se Z-bandingem.

Osobně jsem se smířil s drobnými nekonzistentnostmi při vytlačování souvisejícími s vytlačovacími stroji s přímým pohonem Aby bylo možné využít výhod tisku na flexibilní filamenty, nedostatek navlékání a možnost skutečně tisknout rychle. To je férový obchod.

Jak upgradovat 3D tiskárnu Ender-3 a vyřešit bezpečnostní obavy

Váš Ender-3 se možná snaží... zabít tě? Zjistěte, jak to udělat bezpečnější a spolehlivější pomocí těchto šikovných upgradů.

Přečtěte si další

O autorovi