Защо надграждането до екструдер с директно задвижване често води до лошо качество на 3D печат?

3D принтерът е сложна машина, която топи пластмасата в сложни 3D форми. Надграждането на едно включва бърникане със сложни системи за движение и сложна електроника, с допълнителната сложност на модификацията на фърмуера.

Това все още не е възпрепятствало нарастващия брой безстрашни ентусиасти на 3D печатане да закупят 3D принтери от начално ниво и да ги модифицират, за да съперничат на скъпи модели. Един от най-популярните модификации включва надграждане на стандартните екструдери Bowden до екструдери с директно задвижване.

Би било справедливо да се предположи, че надграждането на самата печатаща глава би гарантирало достатъчно подобрение, за да оправдае съпътстващите проблеми. Но какво ще стане, ако ви кажем, че тази скъпа надстройка често намалява качеството на печат?

Объркан? Прочетете, за да разберете защо надграждането на екструдера не е толкова просто, колкото звучи.

Мит: Екструдерите с директно задвижване подобряват качеството на печат

Посетете всеки форум за 3D печат и със сигурност ще намерите членове, оплакващи се от лошо качество на печат веднага след надграждане до екструдери с директно задвижване. Може да припишете някои от тези случаи на дефектни части за надграждане и неправилни практики за инсталиране, но това не са изолирани инциденти.

Всъщност ветераните от 3D печата знаят, че е практически невъзможно дори скъпите принтери да отговарят на качеството на печат на принтерите Creality Ender-3. И така, какво се случва тук?

Но първо, нека направим крачка назад, за да разберем какво представляват екструдерите с директно задвижване, как се различават от стандартните екструдери и защо се считат за достойни надстройки.

Какво представляват екструдерите Bowden?

Популярните 3D принтери от начално ниво, като Ender-3, се доставят с екструдери Bowden. Този дизайн на печатащата глава физически разделя екструдера (който изтласква нишката в дюзата) от горещия край, състоящ се от радиатор, топлинен прекъсвач, нагревателен блок и дюза.

Тези екструдери получават името си от значително по-дългата Bowden (или PTFE) тръба, свързваща екструдера с горещия край. Това е сравнително прост дизайн, който е рентабилен. Но по-дългият път на нишките на екструдера на Боудън също прави почти невъзможно отпечатването на гъвкави нишки.

По същество се опитвате да натиснете въже надолу по маркуча в този момент. И точно тук се появяват екструдерите с директно задвижване.

Какво прави екструдерите с директно задвижване по-добри?

Този дизайн на печатащата глава съчетава екструдера и горещия модул в едно цяло. Идеята е да се намали пътят на нишките, като се приближи екструдера възможно най-близо до дюзата. Това значително скъсява дължината на нишката, която трябва да бъде избутана надолу по PTFE тръбата. Това също означава, че по-късата част от нишката трябва да се натисне към дюзата, за да генерира екструзионно налягане.

По-късата част от нишката е по своята същност по-твърда и следователно е по-малко вероятно да се натрупва и запушва по пътя си към дюзата. Това позволява на екструдерите с директно задвижване да отпечатват гъвкави нишки с лекота, като същевременно намаляват настройките за разстояние на прибиране за обикновените нишки. По-късата част от нишката също е по-лесна за управление с прецизност, което намалява проблемите с нанизването, очевидни при сложни 3D отпечатъци.

Но наистина ли са по-добри?

Екструдерите с директно задвижване наистина правят 3D печатането с гъвкави нишки лесно, но на практика въпреки това всички се оплакват от грозни проблеми с Z-лентите след надграждане от Bowden до директно задвижване екструдери. Тези гремлини се проявяват като грозни ленти, минаващи вертикално през печатната повърхност и се виждат по оста Z на 3D принтера.

Тежестта на лентите може да варира от принтер до принтер, но се проявява абсолютно във всички екструдери с директно задвижване. Аз лично съм използвал пет различни екструдера с директно задвижване, като всеки екструдер показва този проблем в различна степен.

И не само аз и няколко статистически отклонения сме изправени пред тези проблеми.

Проблем #602 Пустоши

Собствениците на принтери с директно задвижване Prusa претърпяха колективен срив, когато разбраха, че техните скъпи машини не могат да съответстват на качеството на печат на значително по-евтините принтери Ender-3. Това, което започна като доклад за грешка, цитиращ непоследователно екструдиране на нишки, в крайна сметка се зароди в печално известния Брой № 602.

Йозеф Пруса, собственик и основател на Prusa Research, отговори, като мобилизира армията си от инженери, за да проучи въпроса, но проблемът остава нерешен и до днес. Има цяла общност Discord, озаглавена Пустошната земя 602, където ентусиастите на 3D принтери не само оплакват и се шегуват за неразрешения феномен в еднаква степен, но някои дори се заемат с решаването на проблема.

Накратко, потребителите трябва да се оплакват от това явление, след като 3D принтерите, оборудвани с екструдер с директно задвижване, достигнат достатъчно голяма инсталирана потребителска база. Собствениците на изключително популярните 3D принтери Voron DIY (вижте нашите Ворон ръководство за начинаещи) познават това явление като Брой №6. Ще намерите хора, които маскират сигналното несъответствие при екструдиране, като щракват снимки под благоприятно условия на осветление, но проблемът е ясно видим, след като 3D отпечатъците бъдат заснети под главата осветление.

Какво причинява тези проблеми с директното екструдиране?

След като вземете предвид проблемите с неправилното сглобяване и настройка, водещите теории за непоследователни екструдирането, свързано с екструдери с директно задвижване, се свежда до екструдера „Dual Drive“ на Bondtech предавки. Това са точно същите зъбни колела с право нарязване, намиращи се в почти всеки екструдер с директно задвижване, използван в популярни дизайни на 3D принтери от Prusa и Voron.

3D печат YouTubers Design Prototype Test и MihaiDesigns свършиха страхотна работа за стесняване на проблема до екструдерните зъбни колела на Bondtech, както и до разследване струва си да се провери. И двамата ютубери предложиха да се използва спираловидна или рибена кост дизайн на екструдер, за да се елиминира непоследователният проблем с екструдирането.

Към момента на писането, нито Bondtech, нито който и да е друг производител на екструдери са донесли подобрен дизайн на пазара.

Как екструдерите Bowden са имунизирани срещу тези проблеми?

Спомняте ли си как отхвърлихме екструдерите на Боудън, като илюстрирахме как тяхната конструкция за подаване на нишки е равносилна на натискане на въже надолу по маркуча? Е, наличието на тази степен на хлабина и последващото забавяне в нарастването на налягането в дюзите е идеално за изглаждане на несъответствията при екструдиране, произтичащи от лош дизайн на предавката на екструдера с директно задвижване.

Същите недостатъци в дизайна, които пречат на екструдерите на Bowden да имат по-къси разстояния на прибиране - и по-бърз, по-отзивчив контрол над налягането на дюзата – също е полезно, за да предотвратите появата на непоследователни артефакти при екструдиране в действителното 3D отпечатано обекти.

Погледнете чистия 3D отпечатък (и липсата на Z-лента в него), получен от моя стандартен принтер Ender-3, оборудван с екструдер Bowden, ако ви е трудно да повярвате. Оттогава използвах половин дузина различни екструдери с директно задвижване, без изобщо да мога да постигна това ниво на консистенция на екструдиране.

Не е изненадващо, че някои собственици на 3D принтери на Voron все още се кълнат и използват екструдери на Bowden точно по тази причина. Това обаче има няколко предупреждения.

Трябва ли да „надстроите“ до екструдер Bowden?

Със сигурност не трябва, ако планирате да печатате гъвкави нишки, които абсолютно се нуждаят от по-късия път на нишките на екструдера с директно задвижване. Тези, които притежават бързи принтери CoreXY, също е по-добре да се придържат към техните екструдери с директно задвижване.

Това е особено вярно, ако те не искат да жертват нито скоростта, нито усъвършенстваната функция за напредване на налягането. Невъзможно е екструдерите на Bowden да постигнат усъвършенствано регулиране на налягането на дюзите при високи скорости на печат. Абсолютно имате нужда от екструдер с директно задвижване, за да печатате бързо с активиран напредък на налягането.

Несъответствието при екструдиране, свързано с екструдери с директно задвижване, не е краят на света. Адитивният печат не трябва да бъде естетически чист като начало, така че незначителните Z-ленти са приемливи.

Въпреки това, ако изпитвате внушителни несъответствия при екструдиране, по-добре е да разгледате други вероятни причини, като регулиране на топлината на леглото, свързване на оста Z и скорост на потока на нишките.

Циклоиден екструдер на Prusa XL на помощ

Не всеки приема този проблем в легнало положение. Prusa Research направи радикални промени в новия дизайн на екструдера, използван в предстоящия принтер Prusa XL CoreXY, както е обсъдено подробно в нашия грунд върху Prusa XL. Мнозина вярват, че този дизайн може да реши проблем #602, който продължава да тормози съществуващите принтери с директно устройство Prusa.

Малко е преждевременно да се надяваме с Prusa XL, но със сигурност е по-добре да продължим да използваме същите екструдерни зъбни колела Bondtech с директно задвижване, за които се предполага, че причиняват гореспоменатите проблеми с екструдирането.

Проблеми с екструдера с директно задвижване

Както проучихме, докато екструдерите с директно задвижване правят 3D печата с гъвкави нишки много по-лесен, надграждането до такова от Bowden може да доведе до грозни проблеми с Z-лентите.

Аз лично се помирих с малките несъответствия при екструдиране, свързани с екструдерите с директно задвижване за да се възползвате от предимствата на отпечатването на гъвкави нишки, липсата на наниз и възможността да печатате наистина бърз. Това е справедлива сделка.

Как да надстроите своя 3D принтер Ender-3 и да коригирате проблемите с безопасността

Вашият Ender-3 може да се опитва да... те убия? Разберете как да го направите по-безопасен и по-надежден с тези изящни надстройки.

Прочетете Следващото

За автора