Typische Probleme beim 3D-Druck und ihre Lösungen.

Typische Probleme beim 3D-Druck und ihre Lösungen.

Was kann beim Start, eines 3D-Drucks alles schiefgehen?
JUST3DP bietet Hilfestellungen bei Ihren Problemen.

Wir kennen die Probleme, die beim 3D-Druck entstehen können.
Deshalb möchten wir Ihnen, in unserm Blog, Hilfestellungen zu alltäglichen 3D-Druck Problemen bieten.

Durch den täglichen Umgang mit 3D-Druckern, tauchen täglich Probleme auf, bei denen wir für etliche schon eine Lösung gefunden haben. Diese möchten wir Ihnen im folgenden Blog vorstellen und dafür Lösungen anbieten.

Kein Filament auf der Bauplatte


Kein Filament auf Bauplatte

 

Dieses Problem tritt wahrscheinlich am häufigsten im 3D-Druck auf lässt sich aber auch leicht lösen.
Wir betrachten die vier häufigsten Ursachen und zeigen Ihnen die Lösungen.

1. Kein Kunststoff aus dem Extruder

Die meisten Extruder heizen im Leerlauf auf hohe Temperaturen auf. Dabei schmilzt das Filament, das sich in der Düse befindet. Dadurch entsteht ein Hohlraum im Extruder. Der Kunststoff ist bereits vorzeitig ausgelaufen. Das Problem kann zum Beispiel dann entstehen wenn Sie den Extruder, vor Beginn des Druckens, aufheizen oder nach einem abgeschlossenen Druck langsam abkühlen lassen und die Resthitze auf das Filament einwirkt.
Man spricht im 3D-Druck vom sogenannten Oozing oder auch nässen. Das Filament verdampft buchstäblich. Für Sie als Anwender kommt es zu einer verzögerten Extrusion. Es dauert meist ein paar Sekunden, bis der Feeder neues Filament zur Düse transportiert hat.

Um dieses Problem zu lösen, sollten Sie sicherstellen, dass die Düse zu Beginn gefüllt ist. Das stellen Sie sicher, indem Sie bei Ihrer Slicer Software, wie zum Beispiel Simplify 3D, einen Skirt erstellen.
Dabei wird ein „Kreis“, im Abstand zu Ihrem Bauteil erzeugt und es findet eine Extrusion statt, bevor der 3D-Drucker mit dem Druck des eigentlichen Bauteils beginnt.
Sie haben auch die Möglichkeit, über das Bedienteil Ihre 3D-Druckers, eine Zufuhr zur Düse zu steuern.
Beim Ultimaker lässt sich der Feeder zusätzlich zum Filamentwechsel steuern. Sie können über das Bedienfeld, das Filament bewegen und dann stoppen, wenn die Ausgabe aus der Düse erfolgt.

Bei einigen Drucker haben Sie auch die Möglichkeit, das Material manuell zu zuführen, dazu muss der Feeder aber frei beweglich sein, sonst findet eine Abnutzung der Zuführung statt, was den Feeder mit der Zeit beschädigen kann.

Mit dem Skirt, sehen Sie aber vor dem eigentlichen Druck, ob es Probleme gibt, deshalb empfehlen wir Ihnen diese Einstellung grundsätzlich zu wählen.

2. Düse zu nah am Druckbett

Ist Ihre Düse (Nozzle) zu dicht am Druckbett, hat das Filament nicht genügend Platz, um aus dem Extruder gefördert zu werden. Einfach ausgedrückt ist das Loch, aus dem der Kunststoff gefördert wird, blockiert. Meistens können Sie das Problem dadurch erkennen, dass der Druck erst in der dritten oder vierten Schicht startet und nicht in der ersten oder zweiten, wie es sein sollte.
Natürlich hat sich dann das Bett schon in der z-Achse nach unten bewegt und der Druck kann nicht fortgeführt werden.

Deshalb sollten Sie zwischendurch immer wieder den Abstand Ihrer Düse zum Druckbett kontrollieren. Es muss nicht nach jedem Druck erfolgen, aber gerade wenn Sie größere Teile oder besondere Ansprüche an Ihren Druckjob haben, sollten Sie den Abstand kurz kontrollieren. Einige Drucker wie der Zyyx bieten eine automatische Nivellierung über eine Sensortechnik an. Beim Ultimaker 2 haben Sie eine mitgelieferte Messkarte um den Abstand zu messen. Es gibt auch schon Lehren aus Metall, um den Abstand zu kontrollieren.
 

Messlehre

 

Bei Simplify 3D gibt es eine G-Code-Offset-Einstellung, um dieses Problem, über die Software zu lösen. Dadurch können sehr feine Einstellungen an der Z-Achsenposition vorgenommen werden, ohne dass die Hardware gewechselt werden muss.

3. Filament wird nicht richtig gefördert.

Der Großteil der 3D-Drucker verwendet ein kleines Zahnrad, um das Filament zu fördern. Die Zähne auf diesem Zahnrad greifen in das Filament und bewegen es dadurch zum Extruder. Durch die Zahnräder kann es zu einem Abrieb beim Filament kommen. Entweder entstehen Späne in der Zuführung und dadurch kann die Führung blockiert werden, oder der Abrieb ist zu stark und beim Filament wird Kunststoff entfernt. Der Kunststoffdraht wird richtig gehend ausgefräst. Dadurch kann die Führung nicht mehr greifen und das Filament, zur Düse bewegen.

Sie sollten bei neuen Filamenten immer den Durchmesser prüfen!
Einige Hersteller haben deutliche Unterschiede In Ihrer Produktion und dadurch kann es bei Ihren Filamenten, zu Abweichungen von 0,1 bis 1,5 mm im Durchmesser kommen. Vor allem günstige Anbieter aus dem asiatischen Raum sind an dieser Stelle mit Argwohn zu betrachten. Die Durchmesser und deren Toleranzen finden Sie bei JUST3DP unter „Mehr Informationen“ oder den angehängten Materialdatenblättern.

4. Extruder verstopft.

Sollte keiner der letzten Vorschläge eine Lösung bringen, ist es wahrscheinlich dass der Extruder verstopft ist. Das kann passieren wenn zum Beispiel Fremdkörper in der Düse eingeschlossen sind. Wenn zum Beispiel heißer Kunststoff zu lange im Inneren des Extruders ist oder nach dem Druck das Material im Extruder abkühlt.

Um die Verstopfung zu lösen, kann es erforderlich sein, den Extruder auszubauen und zu zerlegen. Der Ausbau ist von 3D-Drucker zu 3D-Drucker unterschiedlich. Deshalb sollte man sich über den Druckerhersteller informieren oder entsprechende Foren und Info-Videos zu Rate ziehen.    

 

Der Druck haftet nicht auf dem Druckbett
 

Druck haftet nicht auf Druckbett 

 

Die erste Schicht ist entscheidend für den kompletten Druck.
Haftet die erste Schicht nicht auf der Druckplattform, wird es Probleme beim weiteren Druckablauf geben. Es kommt zu Ablösungen oder Verschiebungen des Bauteils und dann kann der Druck nicht fehlerfrei ausgeführt werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um das Problem mit der ersten Schicht zu bewältigen.

Hier finden Sie verschiedene Ursachen und unsere Lösungsvorschläge dazu.
 

1. Druckbett nicht ausgerichtet.

Viele Drucker verfügen über ein verstellbares Druckbett, das mit mehreren Schrauben oder Knöpfen angeglichen werden kann. Falls Ihr 3D-Drucker über ein verstellbares Druckbett verfügt und Sie Probleme mit der Haftung der ersten Schicht haben, ist das erste was Sie überprüfen sollten, ob Ihr Druckbett eben und ausgerichtet ist.

Ist die Platte nicht ausgerichtet, also „kalibriert“, liegt eine Seite zu dicht an der Düse an, während die andere Seite zu weit weg ist. Wichtig für eine saubere erste Schicht ist ein sauber kalibriertes Druckbett. Klicken Sie sich durch das Menü Ihres Druckers und kalibrieren Sie Ihr Druckbett, mit Hilfe der Build-Plate-Nivellierung.
 

2. Nozzle zu weit von der Bauplattform entfernt
 

Abstand Extruder zur Nozzle

 

Ist Ihre Bauplatte sauber ausgerichtet, müssen Sie den Abstand zwischen Düse und Bauplattform kontrollieren. Nur bei dem optimalen Abstand zwischen Nozzle und Bauplattform erhalten Sie eine perfekte erste Schicht. Da die Schichten, im 3D-Druck, in der Regel 0,2 mm dick sind, hat eine perfekte Ausrichtung enorme Ergebnisse für Ihren Druck. Der Abstand wird wie bereits erwähnt, mit Hilfe von Messkarten, Sensoren, Messschiebern oder per Optik vorgenommen. Mit einigen Software-Programmen können Sie auch direkt auf die Düsenpositionen zugreifen und die Veränderung, statt über die Hardware, über die Software steuern. Dies stellt die feinste Einstellung dar, benötigt aber auch mehr als Grundkenntnisse, in den Programmeinstellungen.

 

3. Erste Schicht zu schnell gedruckt

Nun sind wir definitiv bei der Anwendung einer Slicer-Software, um die Geschwindigkeit verlässlich zu steuern. Wenn Sie die erste Schicht, Ihres 3D-Drucks zu schnell drucken, kann es passieren, dass der Kunststoff keine Zeit hat, sich mit der Bauplatte zu verbinden.

Deshalb ist es üblich, die erste Schicht mit einer geringeren Geschwindigkeit zu drucken. Mit der Slicer-Software Simplify 3D kann man die erste Schicht, separat von der Standard-Druckgeschwindigkeit steuern. Das Programm bietet einen eigenen Reiter „First Layer Speed“. Dort können Sie die erste Ebene prozentual, zur Druckgeschwindigkeit steuern. Zum Beispiel 50 % langsamer, wie die eigentliche Druckgeschwindigkeit, für den restlichen 3D-Druck. Entsprechend der Bauteilgeometrie und des verwendeten 3D-Druckers können Sie die Prozentzahl anpassen.


4. Temperatur und Kühlung beim 3D-Druck

Das Filament das im 3D-Druck verwendet wird ist ein Kunststoff bzw. Plastik, der verschiedene Eigenschaften aufweisen kann.
Je nachdem ob es sich um PLA, ABS, Nylon oder PETG handelt.

Grundsätzlich lässt sich eines zu Plastik sagen:
„Nachdem Kunststoff erwärmt wird und auf eine kühlere Temperatur gebracht wird schrumpft er.“
Dies passiert natürlich auch beim FDM-Verfahren im 3D-Druck. Je nach Material müssen Sie Einstellungen vornehmen, um das Schrumpfen (Shrinking) zu mindern. Sie sollten sich dabei an den Angaben, des Herstellers orientieren.

Ein Beispiel dazu:
Das ABS-Material verlässt die Düse mit rund 230°C. Wird das Material auf eine Bauplattform aufgetragen, die nicht beheizt ist, kühlt das ABS schnell ab. Nach Berechnungen müsste das Bauteil um 1,5 - 2,0% schrumpfen. Dies geschieht nur theoretisch in diesem Umfang, da in Ihrem Bauraum normalerweise eine konstante Temperatur herrscht.
Nicht desto trotz findet eine Schrumpfung statt und das 3D-Druckmaterial neigt dazu sich von der Bauplattform zu lösen, während es abkühlt.

Dieses Verhalten wird als (Warping) bezeichnet.

 

Warping im 3D Druck 

 

Sollte Ihr 3D-Drucker über ein Kühlgebläse verfügen, beschleunigt dies natürlich auch den Prozess. Deshalb sollten Sie immer die Einstellungen der Temperatur und Kühlung, im Bezug auf Ihre erste Schicht und das Verhalten des Materials im Auge behalten.

Als
empfohlene Temperaturen kann man folgende Werte annehmen.
PLA  neigt dazu auf einem Bett zu haften, das mit 60 - 70°C erhitzt wird. 
ABS bedarf einer Temperatur von 100 - 120°C um eine gute Haftung zu erreichen.

Sie können für die ersten Schichten auch die Kühlung Ihres 3D-Druckers ausschalten, um eine bessere Haftung zu erreichen. Bei ABS empfiehlt es sich, den Lüfter während des gesamten Druckprozesses auszuschalten und sogar Zugluft in der Umgebung zu vermeiden.
 

5. Die Druckplatten-Oberfläche und andere Hilfsmittel

Unterschiedliche Materialien, unterschiedliche Eigenschaften. Die Auswahl der Materialien für den 3D-Druck wächst stetig, dadurch ändern sich ständig die Anforderungen an den Drucker und die Oberfläche der Druckplattform.

Es gibt mittlerweile viele verschiedenen Möglichkeiten die Haftung auf dem Druckbett zu erhöhen.

Grundsätzlich sollten Sie darauf achten das Ihre Druckplatte frei von Staub, Fett oder Ölen ist. Davon sollten Sie sich vor Beginn Ihres 3D-Drucks überzeugen und gegebenfalls die Platte mit etwas Wasser oder einem Reinigungs-Alkohol säubern.
Sollte Ihre Bauplattform nicht bereits herstellerseitig über ein spezielle Beschichtung verfügen, gibt es einige nützliche Optionen.
Einige Klebebänder unterstützen die Haftung des Bauteils, wie zum Beispiel Scotch Blue Tape das sich als Haftgrund in der 3D-Druck Szene etabliert hat. Dies eignet sich besonders gut für PLA.
Ein Kapton-Klebeband hat eine höhere Temperaturbeständigkeit und weist eine gute Haftung für ABS-Materialien auf.  Viele Anwender haben auch gute Ergebnisse mit einem temporären Leim oder Spray auf der Oberseite ihrer Druckplatte. 

Haarspray, Klebestifte und andere klebrige Substanzen sind ebenfalls eine Option, wenn alles andere versagt hat. Testen Sie die unterschiedlichen Optionen, um zu sehen, was am besten bei Ihrem 3D-Drucker funktioniert! Aber benützen Sie Sprays immer außerhalb Ihres Druckers. Dadurch verhindern Sie ein Verschmutzen des Bauraums und damit auch aller wichtigen Druckerteile!
 

6. Letzte Lösung : Brim und Rafts

Brim beim 3D-Druck

 

Manchmal möchten Sie 3D-Objekte drucken die sehr klein sind und dadurch wenig Haftung auf der Druckfläche aufweisen. In diesem Fall, müssen Sie die Oberfläche Ihres Bauteils erhöhen. Größere Fläche heißt bessere Haftung. Dazu haben Sie zwei Möglichkeiten. Entweder Sie verwenden einen Brim (Rand) oder einen Raft (Scholle).
Beim Brim werden, um das eigentlich Bauteil, zusätzliche Ringe angeordnet. Vergleichbar mit der „Krempe“ eines Huts. Durch den erhöhten Rand und den erweiterten Umfang, wird die Haftung des Bauteils erhöht.
 

Raft beim 3D-Druck

 

Eine weitere Möglichkeit ist ein Raft. Dabei wird eine zusätzliche Schicht zwischen der Bauplattform und dem Bauteil erzeugt. Ähnlich wie ein Floß, das auf dem Wasser treibt. Das Raft eignet sich zum Ausgleichen des Druckbetts und erhöht auch die Haftung des Bauteils durch die zusätzliche Oberfläche.  Schauen Sie sich die Einstellungen in Ihrer verwendeten Slicer-Software an und probieren Sie die Möglichkeiten aus.

Dies waren Probleme, die sich mit dem Beginn des 3D-Drucks beschäftigen.
Die ersten Schritte, sind die wichtigsten um ein optimales Ergebnis zu erhalten.

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Sollten Sie Probleme zu einem späteren Zeitpunkt Ihres Drucks haben, schauen Sie doch bei unserm Blogartikel 16 typische Probleme beim 3D-Druck und ihre Lösung vorbei.

 

 

Wir wünschen Ihnen viel Spaß bei all Ihren Projekten.
Seien Sie kreativ – von virtuell zu real

Ob Sie einen 3D-Drucker für den Modellbau, zum Anfertigen von Prototypen
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