Zašto nadogradnja na ekstruder s izravnim pogonom često dovodi do loše kvalitete 3D ispisa?

3D pisač je sofisticirani stroj koji topi plastiku u složene 3D oblike. Nadogradnja jedne uključuje petljanje sa kompliciranim sustavima pokreta i razrađenom elektronikom, uz dodatnu složenost modifikacije firmvera.

To još uvijek nije odvratilo sve veći broj neustrašivih entuzijasta 3D ispisa da kupe početne 3D pisače i modificiraju ih u konkurentske skupe modele. Jedan od najpopularnijih modifikacija uključuje nadogradnju zaliha Bowden ekstrudera na ekstrudere s izravnim pogonom.

Bilo bi pošteno pretpostaviti da bi nadogradnja same ispisne glave jamčila dovoljno poboljšanja da opravda gnjavažu. Ali što ako vam kažemo da ova skupa nadogradnja često smanjuje kvalitetu ispisa?

Zbunjen? Čitajte dalje kako biste saznali zašto nadogradnja ekstrudera nije tako jednostavna kao što zvuči.

Mit: ekstruderi s izravnim pogonom poboljšavaju kvalitetu ispisa

Posjetite bilo koji forum za 3D ispis i sigurno ćete pronaći članove koji se žale na lošu kvalitetu ispisa odmah nakon nadogradnje na ekstrudere s izravnim pogonom. Neke od ovih slučajeva možete pripisati neispravnim dijelovima za nadogradnju i nepravilnim praksama instalacije, ali to nisu izolirani incidenti.

Zapravo, veterani 3D ispisa znaju da je praktički nemoguće da čak i skupi pisači budu u skladu s kvalitetom ispisa iz kutije Creality Ender-3 pisača. Dakle, što se ovdje događa?

Ali prvo, napravimo korak unatrag da shvatimo što su ekstruderi s izravnim pogonom, po čemu se razlikuju od standardnih ekstrudera i zašto se smatraju vrijednim nadogradnjama.

Što su Bowden ekstruderi?

Popularni početni 3D pisači, kao što je Ender-3, isporučuju se s Bowden ekstruderima. Ovaj dizajn glave za ispis fizički odvaja ekstruder (koji gura filament u mlaznicu) od sklopa vrućeg kraja koji se sastoji od hladnjaka, toplinskog prekida, bloka grijača i mlaznice.

Ovi ekstruderi su dobili ime po znatno dužoj Bowden (ili PTFE) cijevi koja povezuje ekstruder sa sklopom vrućeg kraja. Ovo je relativno jednostavan dizajn koji je isplativ. Ali duži put filamenta Bowden ekstrudera također čini gotovo nemogućim ispis fleksibilnih niti.

U tom trenutku zapravo pokušavate gurnuti uže niz crijevo. I tu se pojavljuju ekstruderi s izravnim pogonom.

Što čini ekstrudere s izravnim pogonom boljim?

Ovaj dizajn glave za ispis kombinira ekstruder i sklop vrućeg kraja u jednu jedinicu. Ideja je smanjiti put filamenta približavanjem ekstrudera što bliže mlaznici. Time se značajno skraćuje duljina filamenta koji se mora gurnuti niz PTFE cijev. To također znači da kraći dio filamenta treba pritisnuti mlaznicu kako bi se stvorio tlak ekstruzije.

Kraći dio niti je inherentno tvrđi i stoga je manja vjerojatnost da će se skupiti i začepiti na svom putu do mlaznice. To omogućuje ekstruderima s izravnim pogonom da s lakoćom ispisuju fleksibilne filamente, dok također smanjuju postavke udaljenosti uvlačenja za obične niti. Kraći dio filamenta također je lakše kontrolirati s preciznošću, što smanjuje probleme s nizanjem koji su očiti u kompliciranim 3D ispisima.

Ali jesu li stvarno bolji?

Ekstruderi s izravnim pogonom doista čine 3D ispis s fleksibilnim filamentima laganim, ali praktički svi se ipak žale na ružne probleme sa Z-pojasnima nakon nadogradnje s Bowdena na izravni pogon ekstruderi. Ovi gremlini se manifestiraju kao ružne trake koje prolaze okomito preko površine ispisa i vidljive su duž Z-osi 3D pisača.

Ozbiljnost trake može varirati od pisača do pisača, ali se apsolutno očituje u svim ekstruderima s izravnim pogonom. Osobno sam koristio pet različitih ekstrudera s izravnim pogonom, a svaki ekstruder pokazuje ovaj problem u različitom stupnju.

I s tim se problemima ne suočavamo samo ja i nekoliko statističkih izvanrednih osoba.

Izdanje #602 Pustoš

Vlasnici Prusa pisača s izravnim pogonom doživjeli su kolektivni slom kada su shvatili da njihovi skupi strojevi ne mogu biti u skladu s kvalitetom ispisa znatno jeftinijih pisača Ender-3. Ono što je započelo kao izvješće o grešci u kojem se navodi nedosljedno ekstrudiranje filamenta, na kraju se izrodilo u zloglasne Izdanje #602.

Josef Prusa, vlasnik i osnivač Prusa Researcha, odgovorio je mobilizirajući svoju vojsku inženjera da ispitaju stvar, ali problem ostaje neriješen do danas. Postoji cijela Discord zajednica, nazvana Pustoš 602, gdje entuzijasti 3D printera ne samo da žale i šale se o neriješenom fenomenu u jednakoj mjeri, nego se neki čak i zalažu za rješavanje problema.

Ukratko, korisnici će se sigurno žaliti na ovaj fenomen kada 3D pisači opremljeni ekstruderom s izravnim pogonom dosegnu dovoljno veliku bazu korisnika. Vlasnici vrlo popularnih Voron DIY 3D pisača (pogledajte naše Voron vodič za početnike) poznaju ovu pojavu kao Broj 6. Pronaći ćete ljude koji maskiraju nedosljednost ekstruzije koja pokazuje znake tako da snime fotografije ispod povoljnog svjetlosnim uvjetima, ali problem je jasno vidljiv kada se 3D ispisi snime ispod glave rasvjeta.

Što uzrokuje ove probleme s ekstruzijom izravnog pogona?

Nakon što izuzmete probleme s nepravilnom montažom i ugađanjem, vodeće teorije za nedosljedne ekstruzija povezana s ekstruderima s izravnim pogonom svodi se na Bondtechov ekstruder "Dual Drive" zupčanici. To su isti zupčanici ravnog reza koji se nalaze u gotovo svakom ekstruderu s izravnim pogonom koji se koristi u popularnim dizajnima 3D pisača iz Prusa i Vorona.

3D ispis YouTubers Design Prototype Test i MihaiDesigns odradili su sjajan posao sužavanja problema na zupčanike ekstrudera Bondtecha, a prvi istraga vrijedi provjeriti. Oba YouTubera su predložila korištenje spiralnog ili ribljeg dizajna ekstrudera kako bi se eliminirao nedosljedan problem ekstruzije.

Od ovog pisanja, ni Bondtech ni bilo koji drugi proizvođač ekstrudera još nije donio poboljšani dizajn na tržište.

Kako su Bowden ekstruderi imuni na ove probleme?

Sjećate li se kako smo odbacili Bowden ekstrudere ilustrirajući kako je njihov dizajn dovoda filamenta jednak guranju užeta niz crijevo? Pa, postojanje tog stupnja labavosti i kasnjenja u povećanju tlaka mlaznice, koje je uslijedilo, savršeno je za glačanje nedosljednosti ekstruzije koje proizlaze iz lošeg dizajna zupčanika ekstrudera s izravnim pogonom.

Isti nedostaci dizajna koji sprječavaju Bowden ekstrudere da imaju kraće udaljenosti uvlačenja—i bržu kontrolu s većom brzinom preko pritiska mlaznice—također su korisni za sprječavanje nedosljednih ekstruzijskih artefakata da se ikada manifestiraju u stvarnom 3D tiskanom predmeta.

Pogledajte čisti 3D ispis (i nedostatak Z-bandinga u njemu) dobiven od mog pisača Ender-3 opremljenog Bowden ekstruderom, ako vam je u to teško povjerovati. Od tada sam koristio pola tuceta različitih ekstrudera s izravnim pogonom, a da nikad nisam uspio postići ovu razinu konzistencije ekstruzije.

Nije iznenađujuće da se neki vlasnici Voron 3D pisača još uvijek zaklinju i koriste Bowden ekstrudere upravo iz tog razloga. Međutim, to ima nekoliko upozorenja.

Trebate li "nadograditi" na Bowden ekstruder?

Zasigurno ne biste trebali ako planirate ispisivati ​​fleksibilne niti, kojima je apsolutno potreban kraći put niti ekstrudera s izravnim pogonom. Oni koji posjeduju brze CoreXY pisače također se bolje drže svojih ekstrudera s izravnim pogonom.

To je osobito istinito ako ne žele žrtvovati ni brzinu ni naprednu značajku unaprijedjenja pritiska. Nemoguće je da Bowden ekstruderi izvedu naprednu regulaciju tlaka mlaznice pri velikim brzinama ispisa. Apsolutno vam je potreban ekstruder s izravnim pogonom za brzi ispis s omogućenim napredovanjem pritiska.

Nedosljednost ekstruzije povezana s ekstruderima s izravnim pogonom nije kraj svijeta. Aditivni tisak za početak ne bi trebao biti estetski čist, pa je manje Z-traka prihvatljivo.

Međutim, ako se susrećete s velikim nedosljednostima u ekstruziji, bolje je pogledati druge vjerojatne uzroke kao što su regulacija topline sloja, vezivanje osi Z i brzina protoka filamenta.

Prusa XL-ov cikloidni zupčasti ekstruder u pomoć

Ne prihvaćaju svi ovaj problem ležeći. Prusa Research je napravio radikalne promjene u novom dizajnu ekstrudera koji se koristi u nadolazećem Prusa XL CoreXY pisaču, kao što je detaljno objašnjeno u naš temeljni premaz na Prusa XL. Mnogi vjeruju da bi ovaj dizajn mogao riješiti problem #602 koji i dalje muči postojeće Prusa pisače s izravnim pogonom.

Pomalo je preuranjeno polagati nade s Prusa XL, ali sigurno je bolje od nastavka korištenja istih zupčanika ekstrudera Bondtech s izravnim pogonom za koje se sumnja da uzrokuju gore spomenute probleme s ekstruzijom.

Problemi s ekstruderom s izravnim pogonom

Kao što smo istražili, dok ekstruderi s izravnim pogonom čine 3D ispis s fleksibilnim filamentima daleko lakšim, nadogradnja na onu s Bowdena može rezultirati ružnim problemima sa Z-trakama.

Osobno sam se pomirio s manjim nedosljednostima u ekstruziji koje su povezane s ekstruderima s izravnim pogonom kako biste iskoristili prednosti tiskanja fleksibilnih filamenata, nedostatka žica i mogućnosti stvarnog ispisa brzo. To je poštena pogodba.

Kako nadograditi svoj Ender-3 3D pisač i riješiti sigurnosne probleme

Vaš Ender-3 možda pokušava... ubiti? Saznajte kako ga učiniti sigurnijim i pouzdanijim uz ove sjajne nadogradnje.

Pročitajte dalje

O autoru