FDM Katman Yapışması Problemi Nasıl Çözülür?

[arikandogukan]

3D baskınızda yatay çatlaklar olduğunu veya özellikle yapının ortasında katmanların birbirinden ayrıldığını fark ederseniz, muhtemelen 3D baskı katman ayrımı (diğer adıyla delaminasyon) olarak bilinen bir sorunla karşı karşıyasınız demektir. 3D baskı işleminde buna, katmanlar arasındaki zayıf yapışma neden olur. Başka bir deyişle, her yeni katman biriktirildiğinde önceki katmanla düzgün bir şekilde kaynaşması önlenir, bu da kurudukça ayrılmasına ve çatlamasına neden olur.

3D baskı katmanı ayrımının , ilk katman yapışma sorunlarıyla benzerlikleri vardır (bir yapının ilk katmanları baskı yatağına yapışmadığında eğrilmeye neden olur). Örneğin, 3D baskı katmanı ayrımının temel nedenlerinden bazıları yanlış baskı sıcaklığı ve yetersiz ekstrüzyondur. Fakat ikisi arasında önemli farklar da var.

Katman Yapışma Nasıl Geliştirilir​

Katman yapışmasını iyileştirmek ve 3D baskı katmanı ayrılması riskini ortadan kaldırmak için, baskı sıcaklığı ve hız ayarlarının ayarlanmasından, temizleme veya püskürtme uçlarının değiştirilmesine, soğutma ayarlarıyla oynamaya kadar çeşitli çözümler vardır. Bu olası düzeltmelerin her birini aşağıda özetliyoruz.

Yazdırma Sıcaklığını Artırın​

Delaminasyonu düzeltmenin ilk adımlarından biri yazıcı kafası sıcaklığını arttırmaktır. Yazdırma kafası yeterince sıcak değilse filaman tutarlı bir şekilde erimez, bu da yetersiz ekstrüzyona ve katmanlar arasında zayıf bağlanmaya neden olabilir. Daha yüksek bir sıcaklık filamanın daha hızlı erimesine neden olacak ve nozuldan daha güçlü bir filaman akışına yol açacaktır. Bu da filaman katmanlarının birbirine kaynaşmasını ve daha güçlü bir parça oluşturmasını teşvik edecektir.

Doğru baskı sıcaklığını bulmak tamamen kullandığınız filamanın türüne bağlıdır. Örneğin PLA nispeten düşük bir erime noktasına sahiptir ve ABS'den daha düşük bir sıcaklıkta baskı yapar. PLA için yaklaşık 210 °C'lik bir baskı sıcaklığıyla başlamanızı öneririz . Bu sıcaklıkta katman ayrılması meydana geliyorsa, sıcak uç sıcaklığını bir seferde 5-10 derece artırmayı deneyin. ABS için önerilen nozül sıcaklığı aralığı 220–250 °C'dir . Hala bu aralıkta katmanlara ayrılma görüyorsanız, katman yapışmasının iyileşip iyileşmediğini görmek için nozül sıcaklığını kademeli olarak artırın.

​

Katmanlar düzgün bir şekilde bağlanmazsa çatlamaya ve yapısal zayıflıklara neden olabilir.

Nozzle temizleyin​

Gördüğümüz gibi, 3D baskı katman ayrımı, filaman katmanları birbirine düzgün şekilde bağlanmadığında meydana gelir. Bunun nedeni yanlış yazdırma sıcaklıkları olabileceği gibi ekstrüzyondaki tutarsızlıklardan da kaynaklanabilir. Nozülünüz yetersiz ekstrüzyon yapıyorsa, katmanlar arasında güçlü bir yapışma oluşturmaya yetecek kadar termoplastik filaman olmayacaktır. Bu nedenle, püskürtme ucunu tıkayan plastik veya toz olmadığından emin olmak için 3D yazıcınızın sıcak ucunu kontrol etmenizi öneririz. Varsa nozulun tıkanıklığını açın ve tıkanıklığı giderin.

Yazıcınızın tıkalı püskürtme ucunu temizlemenin birkaç yolu vardır. En basit yöntemlerden biri, herhangi bir pisliği parçalamak için ısıtılmış nozul ucuna ince bir iğne veya telin (nozulun çapından daha küçük) yerleştirilmesini içerir. Ayrıca herhangi bir tıkanıklığı yakalayan ve bunları sıcak uçtan çeken özel temizleme filamenti de satın alabilirsiniz. Diğer temizleme yöntemleri arasında soğuk çekme ve atomik çekme teknikleri bulunur. Bu yöntemler yetersiz kalırsa nozülü tamamen değiştirmenin zamanı gelmiş olabilir. Sonuçta, temiz bir püskürtme ucu yalnızca katman ayrımını çözmeye yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda yaylanma gibi diğer 3D yazdırma sorunlarını da iyileştirebilir.

Yazdırma Hızını Azaltın​

Filament bırakırken yazıcı kafasının X ve Y eksenleri boyunca ne kadar hızlı hareket ettiğini ifade eden yazdırma hızı, 3D baskının kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.[1] Hızlı bir baskı hızı genellikle arzu edilirken, aynı zamanda çınlama, yetersiz ekstrüzyon ve zayıf katman yapışması gibi sorunların artması riskini de beraberinde getirir. Bu sorunlar, filamanın erime ve ekstrüzyon hızının yazıcı kafasının hareketine tam olarak ayak uyduramaması durumunda ortaya çıkar.

Baskı hızının azaltılması 3D baskı sonuçlarınızı iyileştirebilir. Normal baskılar için 50–60 mm/s aralığında bir baskı hızı öneriyoruz. Bu aralıkta katmanlara ayrılma yaşıyorsanız, yazdırma hızını bir seferde yaklaşık 5 mm/sn azaltın. Genel olarak kullandığınız baskı hızı ne kadar yavaş olursa katmanlar arasındaki yapışma o kadar iyi olur ve son parça o kadar güçlü olur. Ek olarak, optimum baskı hızı büyük ölçüde bastığınız filamanın türüne bağlıdır: PLA daha yüksek baskı hızlarını karşılayabilirken TPU gibi bir malzemenin yavaş basılması gerekir (20 mm/s).

Akış Hızını Ayarlayın​

Katmanlar arası yapışmayı etkileyebilecek başka bir ayar da akış hızı veya ekstrüzyon çarpanıdır. Cura gibi dilimleme programlarında bulunan akış hızı, filamanın sıcak uca ne kadar hızlı beslendiğini kontrol eder. Genel olarak akış hızı yazdırma hızıyla bağlantılıdır; dolayısıyla yazdırma hızını artırırsanız veya azaltırsanız akış hızının otomatik olarak ayarlanması gerekir.

3D yazıcınızın püskürtme ucunu temizlediyseniz ve yazdırma sıcaklığını ve hızını ayarladıysanız ancak hala yetersiz ekstrüzyon ve zayıf katman yapışması belirtileri görüyorsanız akış hızını kademeli olarak ayarlamayı deneyebilirsiniz. Alt ekstrüzyonda, nozülden daha fazla malzemenin akması için akış hızını kademeli olarak artırmak istersiniz. Ancak akış hızının çok fazla arttırılmasının aşırı ekstrüzyon ve kabarcıklar gibi başka sorunlara yol açabileceğini de unutmamalıyız.

Soğutma Hızını Azaltın​

Termoplastik katmanlar çok hızlı soğuduğunda ve plastik katılaşmadan önce bağlanmak için yeterli zamana sahip olmadığında katman ayrılması veya katman bölünmesi de meydana gelebilir. Soğutma sürecini yavaşlatmak için birkaç strateji vardır. Yeni başlayanlar için kapalı bir yapı odası kullanmak, daha tutarlı bir baskı ortamı sağlamaya ve filamanın katılaşma hızını yavaşlatmaya yardımcı olacaktır. Bu, her yeni filaman katmanına önceki katmanla kaynaşması için daha fazla zaman kazandırmakla kalmaz, aynı zamanda büzülme ve bükülme riskini de azaltabilir. Yazıcınızın muhafazası yoksa yapabilir veya satın alabilirsiniz.

Hala katmanlara ayrılma belirtileri görüyorsanız, yazıcının soğutma fanı hızını düşürerek soğutma hızını daha da azaltabilirsiniz. Katman bağlanmasını geliştirip iyileştirmediğini görmek için bunu her seferinde %5 ila 10 oranında artışlarla yapmanızı öneririz. Ayrıca ABS ve PETG gibi bazı malzemelerin daha düşük fan hızlarından yararlandığını, PLA gibi diğer malzemelerin ise %100 fan hızıyla iyi baskı yapabildiğini de belirtmeliyiz.

Katman Yüksekliğini Ayarla​

Dilimleme yazılımınızda katman kalınlığını azaltmak, katman yapışmasını iyileştirmeye ve katmanlara ayrılmayı çözmeye de yardımcı olabilir. Genel olarak katman yüksekliği ölçümü meme çapından daha küçük olmalıdır.[2] Bu fark, nozülün yerleştirdiği her katmana bir miktar basınç uygulayarak katmanı yavaşça ezmesini ve termoplastiğin altındaki katmana yapışmasını teşvik etmesini sağlar. Katman yüksekliği çok büyükse iki katman arasındaki yüzey alanı daha küçük olacak ve bağ daha zayıf olacaktır.

Katman yüksekliğinizi ayarlarken nozzle çapı boyutunun maksimum %80'i kadar olmalıdır. Örneğin 0,4 mm nozul kullanıyorsanız maksimum katman yüksekliği 0,32 mm olmalıdır.[2] Bu nozül boyutuyla 0,2 mm oldukça standart bir katman yüksekliğidir. Bu katman yüksekliği delaminasyonu çözmüyorsa azaltmayı deneyebilirsiniz, ancak katman yüksekliğini çok küçük ayarlarsanız ince katmanlar ve tıkalı püskürtme uçları gibi başka sorunlarla karşılaşabilirsiniz.

Nozzle çapının arttırılması, katmanlar arası yapışmayı iyileştirebilir ve delaminasyon riskini azaltabilir.

Nozzle Çapını Artırın​

Katman ayrılmasıyla mücadelede bir başka etkili taktik, nozulunuzu daha büyük çaplı bir nozulla değiştirmektir. Daha geniş bir püskürtme ucu çapı, baskı yatağına daha fazla malzemenin akmasına olanak tanıyacak ve daha kalın genişliğe sahip katmanlarla sonuçlanacaktır. Daha geniş katmanlar, sonraki katmanların tutunabileceği daha büyük bir yüzey alanının olması sayesinde katman yapışmasını geliştirebilir.

Çoğu FDM 3D yazıcı 0,4 mm'lik bir püskürtme ucuyla donatılmıştır, dolayısıyla muhtemelen bununla çalışıyorsunuz. Giderek daha küçük püskürtme uçları satın alıp takmak mümkündür: daha küçük çaplı bir püskürtme ucu (0,2 mm) daha ince ayrıntıları yazdırmanıza olanak sağlarken, daha büyük bir çap, katmanın yapışmasını ve gücünü teşvik eder ve baskı hızlarını artırabilir (bu, kaçınılmaz olarak hassasiyet ve baskıdan ödün verecektir) ayrıntıların kalitesi). Daha büyük nozüller ayrıca tıkanmaya daha az eğilimlidir ve fiber takviyeli malzemeler gibi özel filamentler için uygundur.

Temel Çıkarımlar​

Bu çeşitli adımları izleyerek (birer birer çünkü bazen tek bir ayarlama sorunu çözebilir!) katmanlara ayrılmanın üstesinden gelmeli ve baskılarınızın katmanlar arasındaki güçlü bağlardan yararlanmasını sağlamalısınız. İşte ele aldığımız konuların hızlı bir özeti:

• 3D baskı katmanı ayrılması, yazdırılan plastik katmanların yazdırma işlemi sırasında düzgün bir şekilde bir araya gelmemesi durumunda meydana gelir ve bu da 3D baskılı yapıda zayıflıklara neden olur.
• Baskı sıcaklığının arttırılması, filaman akışını iyileştirerek ve katmanların birbirine bağlanacak kadar erimesini sağlayarak delaminasyonu düzeltebilir.
• 3D yazıcının nozulunda birikme, yetersiz ekstrüzyona neden olabilir ve katmanların ayrılmasına neden olabilir. Bu sorunu önlemek için nozülünüzü düzenli olarak temizleyin.
• Baskı hızını ayarlamak aynı zamanda katmanlara ayrılmayı da iyileştirebilir: Daha yavaş bir baskı hızı, katmanlar arasında daha güçlü yapışma ve daha güçlü bir son parça ile sonuçlanacaktır.
• Akış hızı, fan hızı ve meme boyutu gibi diğer faktörler de katmanlar arası bağlanmanın kalitesini etkileyebilir.

Referanslar​

[1] Agarwal KM, Shubham P, Bhatia D, Sharma P, Vaid H, Vajpeyi R. Baskı parametrelerinin, kaynaşmış biriktirme modellemesi (FDM) kullanılarak basılan ABS numunelerinin boyutsal değişimi üzerindeki etkisinin analiz edilmesi. Sensörler Uluslararası. 2022 1 Ocak;3:100149

[2] Katman Ayırma ve Bölme [İnternet] Simplify 3D, 2022. [6 Ekim 2022'de erişildi] https://www.simplify3d.com/support/print-quality-troubleshooting/layer-separation-and-splitting/
https://www.wevolver.com/article/how-to-fix-3d-printing-layer-separation