3D tisk – Teplota trysky, rychlost tisku a materiál

Proč vůbec psát na téma teploty trysky článek, když na každém balení fillamentu (prutu) jsou napsané vhodné teplotní rozsahy? Po několika hodinách tisku totiž zjistíte, že i rozsah 25 stupňů je dostatečně velký na to, aby se materiál při horních teplotách tavil příliš a při nízkých netavil dostatečně. Střední teplota by tedy měla být v tomto případě ideální. Bohužel tomu tak není.

Teplota trysky

Teplotní rozptyl napsaný na výrobní krabici je z důvodu dalších proměnlivých parametrů při tisku, jako je rychlost, tloušťka trysky, teplota vnějšího prostředí atd. To vše má vliv na stanovení teploty trysky.

Pokud máme před sebou tisk malého a přesného objektu, volíme často pomalejší rychlost a tudíž i nižší teplotu. Pokud tiskneme rychle, teplotu trysky musíme zase zvýšit. Je tomu tak, protože čím rychleji tiskneme, tím rychleji musí vlákno tryskou protékat a tím rychleji se musí daný průměr za kratší čas ohřát na stejnou teplotu, jako při tisku pomalém. Tato skutečnost je nejvíce znát hned na počátcích každého 3D tisku. Automaticky je v profilu tisku přednastaveno, že prvních pár vrstev se tiskne velice pomalu (je to z důvodu dobrého přilnutí materiálu k podložce). Po několika vrstvách se však tisk dostane do plné rychlosti a rozdíl v průtoku materiálu u počátečních vrstev a tisku výplně při plné rychlosti je tak opravdu markantní. Kvalita obou vrstev však musí být dostatečně kvalitní.

Když už se bavíme o tisku první vrstvy, mám pro Vás jeden tip. Tryska je při tisku první vrstvy velice těsně u tiskové podložky (aby byla vrstva co nejširší) a vzniká tedy v trysce tlak. Tento tlak mnohdy zapříčiní „přeskakování“ hnacího kolečka u materiálu. Z počátku si řeknete, že je něco špatně, ale je to pouze nedostatečnou vzdáleností mezí tryskou a podložkou. (Při menším prostoru je vrstva širší a má lepší přilnavost). Když však chcete docílit přesných okrajů bez znatelného rozšíření modelu v prvních vrstvách (na první pohled neznatelné, ale šuplerou měřitelné), musíte zvýšit tuto vzdálenost. Doporučuji zvýšit teplotu podložky a nanést více lepidla.

Rychlost tisku

Do rychlosti tisku také stejným způsobem zasahuje i samotný průměr trysky. Pokud máme na tiskárně trysku průměru 0,25 mm, teplota trysky bude rozhodně nižší, než u průměru 0,8 mm a to při stejné rychlosti.

Ultimaker tryska
Zdroj: www.ultimaker.com

O tom že na teplotu trysky má vliv i materiál se můžete přesvědčit na krabici daného fillamentu. Některé materiály začínají „téct“ při 220°C (ABS) a některé již u 170°C (WoodenPLA). Záleží však také, jaký máte průměr plastového prutu. Některé tiskárny stále používají průměr prutu 2,85 mm, některé již 1,75 mm. Proto u stejného materiálu s užším průměrem prutu nastavuji nižší teplotu trysky.

Teplota prostředí má na teplotu tisku asi ze všech parametrů nejnižší vliv, ale vliv rozhodně má. Pokud nemáte 3D tiskárnu někde v kanceláři či doma na stole, ale např. ve sklepě, můžete si všimnout, že přes zimu musíte pro stejné výsledky jako v létě přidat na teplotě. Je tomu proto, že u trysky jsou chladící ventilátory, které ženou vzduch z okolí přímo na trysku. Věřte nebo ne, ale rozdíl 15°C a více dělá divy.

3D tisk „mostů“

Jedna z posledních, ale velice důležitých bodů, kde teplota a rychlost hraje velký vliv, jsou tzv. „mosty“. Tyto mosty můžeme buď podepřít podporami, nebo při menších vzdáleností tisknout bez podpor. (Tisknout bez podpor už vyžaduje opravdu velké zkušenosti). V případě tisknutí mostů s podporami jsou mosty bez větších problémů vytištěny. Jediné co je zde nevýhodou, jsou samozřejmě vyšší náklady na materiál, čas tisku a při odstraňování podpor mnohdy i menší či větší poškození modelu. V případě tisku mostů bez podpor je velice důležitá závislost mezi teplotou trysky a rychlostí tisku. Pokud máte příliš teplou trysku a pomalou rychlost, vlákno se vám logicky prověsí a zatvrdne. Další vrstva se tak opět tiskne „do vzduchu“. Tak to probíhá dále, než se prostor zaplní. Bohužel takto tištěná vlákna do vzduchu nepřilnou k sobě a jednoduše je jak rozdělíte, tak odtrhnete od samotného modelu. Pokud tisknete při nízké teplotě a rychlost je příliš vysoká, vlákno se na začátku přemostění nepřichytne a tryska nevytvoří most, nýbrž nanese „chuchvalec“ až na koncovou stranu mostu. Jak je vidět, je zde opět zapotřebí najít vhodnou teplotu a rychlost pro daný materiál a trysku. Kombinací je však více než dost. Na internetu se z tištění bez podpor stalo určitou výzvou a musím říct, že po chvíli hledání, určitě najdete pěkné pokusy o přemostění. A to např. i cca 5 cm mostu z dřevěného PLA, které je na mosty nejnáchylnější. (Je občas zapotřebí použít i externí ventilátory). Nejvhodnější materiál na mosty je určitě ABS plast, který se při tuhnutí smrští, takže při prověšení se opět sám napne.

3d tisk premosteni
Zdroj: www.i.imgur.com

Posledním bodem tohoto tématu je určitě zapotřebí zmínit nejnižší a nejvyšší teplota, na které byste si měli dát pozor! Příliš nízká teplota trysky může zapříčinit jednak netisknutí materiálu, pod extrudování (tisk nedostatečného množství materiálu) nebo protáčení poháněcího kolečka materiálu, které po určité chvíli může fatálně poškodit materiál a budete nuceni ustřihnout část prutu. (tuto část používám později k „prošťouchnutí“ zaseklé trysky). Pokud však budete tisknout s příliš vysokou teplotou, musím Vás varovat. Nejen že tryska začne materiál prskat, nebo se bude roztékat více než je žádoucí, ale některé 3D tiskárny již mají bezpečnostní senzory a při přehřátí se automaticky zastaví a tisk nelze dokončit. To by však nebylo to nejhorší. Při tomto bezpečnostním procesu se zobrazí zpráva, že je chyba na teplotním senzoru, tisk se zastaví, ALE VYHŘÍVÁNÍ STÁLE PRACUJE!!! Dokážete si určitě představit, co se stane, když odejdete od tiskárny, která tiskne přes noc a toto se stane kolem půlnoci. Na štěstí některé tiskárny už toto mají vyřešené a vyhřívání se samo zastaví.

Ultimaker teplota
Zdroj: www.ultimaker.com

Přeji při tisku hodně trpělivosti a úspěchu.

Sdílet článek
Zbyněk Pohořelský
Technický CAD konzultant ve společnosti Adeon CZ. Připravuji pro vás články především k tématice 3D tiskařiny. Tedy přípravy modelu a tiskárny, výběr materiálu a podobně. Potkat mě můžete v brněnské kanceláři Adeonu.