De ce trecerea la un extruder cu acționare directă duce adesea la o calitate slabă a imprimării 3D?

O imprimantă 3D este o mașină sofisticată care topește plasticul în forme 3D complexe. Actualizarea unuia implică modificarea cu sisteme complicate de mișcare și electronice elaborate, cu complexitatea adăugată a modificării firmware-ului.

Acest lucru încă nu a descurajat un număr tot mai mare de entuziaști îndrăzneți ai imprimării 3D să cumpere imprimante 3D de la nivel de intrare și să le modifice pentru a rivaliza cu modelele scumpe. Una dintre cele mai populare moduri implică modernizarea extruderelor Bowden de stoc la extrudere cu acționare directă.

Ar fi corect să presupunem că actualizarea capului de imprimare în sine ar garanta o îmbunătățire suficientă pentru a justifica necazul implicat. Dar dacă ți-am spune că acest upgrade scump scade adesea calitatea imprimării?

Confuz? Citiți mai departe pentru a afla de ce o actualizare a extruderului nu este atât de simplă pe cât pare.

Mit: Extruderele cu acționare directă îmbunătățesc calitatea imprimării

Vizitați orice forum de imprimare 3D și veți găsi cu siguranță membri care se plâng de calitatea slabă a imprimării imediat după trecerea la extrudere cu transmisie directă. Puteți atribui unele dintre aceste cazuri pieselor de actualizare defecte și practicilor de instalare necorespunzătoare, dar acestea nu sunt incidente izolate.

De fapt, veteranii de imprimare 3D știu că este practic imposibil chiar și pentru imprimantele scumpe să se potrivească cu calitatea de imprimare gata de fabricație a imprimantelor Creality Ender-3. Deci, ce se întâmplă aici?

Dar mai întâi, să facem un pas înapoi pentru a înțelege ce sunt extruderele cu acționare directă, cum diferă de extruderele de stoc și de ce sunt considerate upgrade-uri demne.

Ce sunt extruderele Bowden?

Imprimantele 3D populare, cum ar fi Ender-3, sunt livrate cu extrudere Bowden. Acest design al capului de imprimare separă fizic extruderul (care împinge filamentul în duză) de ansamblul terminalului fierbinte constând din radiator, spargere termică, bloc de încălzire și duză.

Aceste extrudere își iau numele de la tubul Bowden (sau PTFE) mult mai lung care conectează extruderul la ansamblul hot end. Acesta este un design relativ simplu care este rentabil. Dar calea mai lungă a filamentului unui extruder Bowden face, de asemenea, aproape imposibilă imprimarea filamentelor flexibile.

În esență, încerci să împingi o frânghie pe un furtun în acel moment. Și aici intră în imagine extruderele cu acționare directă.

Ce face ca extruderele cu acționare directă să fie mai bune?

Acest design al capului de imprimare combină extruderul și ansamblul hot end într-o singură unitate. Ideea este de a reduce traseul filamentului prin aducerea extruderului cât mai aproape de duză. Procedând astfel, se scurtează semnificativ lungimea filamentului care trebuie împins în jos pe tubul PTFE. Aceasta înseamnă, de asemenea, că o secțiune mai scurtă a filamentului trebuie să împingă duza pentru a genera presiune de extrudare.

O secțiune mai scurtă a filamentului este în mod inerent mai rigidă și, prin urmare, este mai puțin probabil să se adună și să se înfunde în drumul său către duză. Acest lucru permite extruderelor cu acționare directă să imprime cu ușurință filamente flexibile, reducând în același timp setările distanței de retragere pentru filamentele obișnuite. O secțiune mai scurtă a filamentului este, de asemenea, mai ușor de controlat cu precizie, ceea ce reduce problemele de încordare evidente în imprimările 3D complicate.

Dar sunt cu adevărat mai bune?

Extruderele cu acționare directă fac, într-adevăr, imprimarea 3D cu filamente flexibile o ușoară, dar practic Cu toate acestea, toată lumea se plânge de probleme urâte de Z-banding după actualizarea de la Bowden la drive direct extrudere. Acești gremlins se manifestă ca benzi urâte care rulează vertical pe suprafața de imprimare și sunt vizibile de-a lungul axei Z a imprimantei 3D.

Severitatea bandării poate varia de la imprimantă la imprimantă, dar se manifestă absolut în toate extruderele cu acționare directă. Am folosit personal cinci extrudere cu acționare directă diferite, fiecare extruder prezentând această problemă în grade diferite.

Și nu doar eu și câțiva valori statistici ne confruntăm cu aceste probleme.

Problema #602 Wasteland

Proprietarii imprimantelor cu acționare directă Prusa au avut o criză colectivă când și-au dat seama că mașinile lor scumpe nu pot egala calitatea de imprimare a imprimantelor Ender-3, considerabil mai ieftine. Ceea ce a început ca un raport de eroare care citează extrudarea inconsecventă a filamentului, a apărut în cele din urmă în infamul Problema #602.

Josef Prusa, proprietarul și fondatorul Prusa Research, a răspuns prin mobilizarea armatei sale de ingineri pentru a analiza chestiunea, dar problema rămâne nerezolvată până în prezent. Există o întreagă comunitate Discord, dublată The 602 Wasteland, unde pasionații de imprimante 3D nu numai că se plâng și glumesc în legătură cu fenomenul nerezolvat în egală măsură, dar unii chiar fac un pic la rezolvarea problemei.

Pe scurt, utilizatorii trebuie să se plângă de acest fenomen odată ce imprimantele 3D echipate cu un extruder cu acționare directă ajung la o bază de utilizatori suficient de mare. Deținătorii de populare imprimante 3D Voron DIY (vezi noastre Ghid pentru începători Voron) cunosc acest fenomen ca Problema #6. Veți găsi oameni care maschează inconsecvența de extrudare prin realizarea de fotografii în condiții favorabile condițiile de iluminare, dar problema este clar vizibilă odată ce imprimările 3D sunt fotografiate deasupra capului iluminat.

Ce cauzează aceste probleme de extrudare directă?

Odată ce luați în considerare problemele de asamblare și reglare necorespunzătoare, teoriile principale pentru inconsecvente extrudarea asociată cu extrudere cu acționare directă se rezumă la extruderul „Dual Drive” de la Bondtech angrenaje. Acestea sunt exact aceleași angrenaje cu pinion tăiat drept care se găsesc în aproape fiecare extruder cu antrenare directă folosit în modelele populare de imprimante 3D de la Prusa și Voron.

Imprimarea 3D YouTubers Design Prototype Test și MihaiDesigns au făcut o treabă grozavă în limitarea problemei la angrenajele extruderului Bondtech și la primul ancheta merită verificat. Ambii utilizatori de pe YouTube au sugerat să folosești un design al angrenajului extruder elicoidal sau în schelet pentru a elimina problema inconsecventă a extrudarii.

În momentul în care am scris acest articol, nici Bondtech, nici niciun alt producător de extrudere nu a adus pe piață un design îmbunătățit.

Cum sunt extruderele Bowden imune la aceste probleme?

Îți amintești cum am renunțat la extrudere Bowden ilustrând modul în care designul lor de alimentare cu filament echivalează cu împingerea unei frânghii pe un furtun? Ei bine, având acel grad de slăbiciune și întârzierea care rezultă în acumularea presiunii duzei, este perfect pentru a elimina inconsecvențele de extrudare care decurg din designul slab al angrenajului extruderului cu antrenare directă.

Aceleași deficiențe de design care împiedică extruderele Bowden să aibă distanțe de retragere mai scurte - și un control mai rapid și mai receptiv presiunea peste duză — este, de asemenea, utilă pentru a preveni manifestarea artefactelor inconsistente de extrudare în imprimarea 3D reală. obiecte.

Aruncă o privire la imprimarea 3D curată (și lipsa de benzi Z din aceasta) obținută de la imprimanta mea Ender-3 de stoc, echipată cu extruder Bowden, dacă îți este greu de crezut. Am folosit o jumătate de duzină de extrudere cu acționare directă diferite de atunci, fără să reușesc vreodată să ating acest nivel de consistență de extrudare.

Nu este surprinzător că unii proprietari de imprimante 3D Voron încă jură și folosesc extrudere Bowden tocmai din acest motiv. Cu toate acestea, a face acest lucru are câteva avertismente.

Ar trebui să faceți upgrade la un extruder Bowden?

Cu siguranță nu ar trebui dacă intenționați să imprimați filamente flexibile, care au absolut nevoie de calea mai scurtă a filamentului a unui extruder cu acționare directă. Cei care dețin imprimante rapide CoreXY sunt, de asemenea, mai bine să rămână cu extruderele cu acționare directă.

Acest lucru este valabil mai ales dacă nu doresc să sacrifice nici viteza, nici funcția avansată de avans al presiunii. Este imposibil pentru extruderele Bowden să realizeze reglarea avansată a presiunii duzelor la viteze mari de imprimare. Aveți absolut nevoie de un extruder cu acționare directă pentru a imprima rapid, cu avansul de presiune activat.

Incoerența extrudarii asociată cu extruderele cu acționare directă nu este sfârșitul lumii. Imprimarea aditivă nu ar trebui să fie curată din punct de vedere estetic, deci este acceptabilă bandajul Z minor.

Cu toate acestea, dacă întâmpinați inconsecvențe flagrante de extrudare, este mai bine să vă uitați la alte cauze probabile, cum ar fi reglarea căldurii patului, legarea axei Z și debitul filamentului.

Extruderul cu angrenaje cicloidale de la Prusa XL pentru salvare

Nu toată lumea acceptă această problemă întinsă. Prusa Research a făcut modificări radicale noului design al extruderului folosit în viitoarea imprimantă Prusa XL CoreXY, așa cum este discutat în detaliu în grundul nostru pe Prusa XL. Mulți cred că acest design ar putea rezolva problema #602 care continuă să afecteze imprimantele Prusa cu drive direct.

Este puțin prematur să ne creștem speranțele cu Prusa XL, dar cu siguranță este mai bine să folosim în continuare aceleași angrenaje de extrudere cu transmisie directă Bondtech despre care se suspectează că cauzează problemele de extrudare menționate mai sus.

Probleme cu extruderul cu acționare directă

După cum am explorat, în timp ce extruderele cu acționare directă fac imprimarea 3D cu filamente flexibile mult mai ușoară, trecerea la unul de la Bowden poate duce la probleme urâte de bandare Z.

Eu personal am făcut pace cu inconsecvențele minore de extrudare asociate extruderelor cu acționare directă pentru a culege beneficiile tipăririi filamentelor flexibile, a lipsei de înșiruire și a putea imprima cu adevărat rapid. Este o afacere corectă.

Cum să vă actualizați imprimanta 3D Ender-3 și să remediați problemele legate de siguranță

Ender-3 al tău ar putea încerca să... sa te omoare? Aflați cum să îl faceți mai sigur și mai fiabil cu aceste upgrade-uri ingenioase.

Citiți în continuare

Despre autor