3D-Druck-Brücken erklärt: Vom Problem zur Lösung

3D-Druck beinhaltet oft die Erstellung von Teilen, die Lücken überbrücken. Dieser Prozess, der als Bridging bezeichnet wird, kann ziemlich knifflig sein. Wenn Ihr Drucker versucht, über einen leeren Raum zu drucken, kann das Plastik durchhängen oder sich nicht richtig verbinden. Dieser Leitfaden behandelt alles, was Sie über Bridging im 3D-Druck wissen müssen. Wir werden uns ansehen, warum es wichtig ist, wie man es gut macht und wie man häufige Probleme behebt. Sie erhalten hilfreiche Ratschläge, wie Sie Ihre Drucke verbessern können, egal ob Sie ein Anfänger oder ein erfahrener Benutzer sind.

Wie Bridging im 3D-Druck funktioniert

Überbrückung 3D-Druck bezieht sich auf die Erstellung von Formen, die Lücken ohne Stützen überbrücken. Es ist eine sehr nützliche Technik, wenn es darum geht, komplexe Designs und Überhänge zu erstellen.

Es geschieht, indem Kunststoff über einen leeren Raum zwischen zwei Punkten während des Brückenbauprozesses gelegt wird. Der kniffligere Teil ist, wie man den Kunststoff in Form hält, während er die Lücke überquert.

Es beginnt, wenn der Drucker Kunststoff an einer Kante der Lücke ausstößt. Während dieser Kopf über einen offenen Raum fährt, extrudiert er kontinuierlich den Kunststoff. Der extrudierte Kunststoff kühlt ab und härtet aus, während er abgelegt wird. Wenn er die andere Seite erreicht, verbindet er sich und bildet so die Brücke. Dann legt der Drucker immer mehr Schichten oben drauf, um die Brücke stabiler zu machen.

Das einzige ist, dass das Plastik für gutes Bridging genau die richtige Temperatur haben muss: warm genug, um über die Lücke zu spannen, kühl genug, um seine Form zu behalten. Dieses Gleichgewicht zu finden, macht das Bridging so herausfordernd und so nützlich im 3D-Druck. Wenn es gut gemacht ist, ermöglicht es Ihnen, komplexe Formen zu erstellen, ohne später Stützen entfernen zu müssen.

Drei häufige Brückenprobleme

Im Allgemeinen ist das Überbrücken eine Herausforderung beim 3D-Druck. Drei der häufigsten Probleme, die auftreten können, wenn man versucht, Brücken zu erstellen, sind Durchhängen, Fädenziehen und Lücken/Inkonstanzen. Jedes dieser Probleme hat unterschiedliche Ursachen und visuelle Merkmale.

1. Durchhängen

Wenn anstelle einer geraden Linie zwischen der Lücke das extrudierte Material durchhängt oder nach unten biegt. Dies ist tendenziell ausgeprägter bei längeren Brücken oder beim Drucken mit Materialien, die sich eher langsam abkühlen. Dies kann zu einer deformierten Endform mit geringerer struktureller Integrität führen.

Visuelle Anzeichen von Erschlaffung sind:

• Ein merklicher Abfall in der Mitte der Brücke
• Ungleichmäßige Dicke im überbrückten Abschnitt
• Wellige oder unregelmäßige Linien im überbrückten Bereich

2. Bespannung

Stringing ist ein Problem, bei dem dünne Kunststofffäden zwischen Teilen des Drucks sichtbar sind, die nicht miteinander in Kontakt stehen sollten. Während des Stringing-Prozesses beim Bridging bildet sich eine netzartige Struktur über die Lücke. Dies ist normalerweise auf eine unsachgemäße Temperatur während des Druckens oder unangemessene Retraktions Einstellungen zurückzuführen.

Anzeichen für das Schnüren sind:

• Feine Kunststofffäden, die den überbrückten Bereich überspannen
• Spinnweben oder netzartige Formationen in offenen Räumen
• Überschüssiges Material, das sich auf der Druckoberfläche ansammelt

3. Lücken und Inkonsistenzen

Lücken und Inkonsistenzen im Brückenbau können sich als Räume oder unregelmäßige Muster im gedruckten Material manifestieren. Einige der Ursachen, die diese Probleme verursachen können, sind schlechte Extrusion, unterschiedliche Kühlung und nicht übereinstimmende Druckgeschwindigkeiten. Diese Lücken und Inkonsistenzen gefährden ernsthaft die strukturelle Integrität der Brücke und das allgemeine Erscheinungsbild des Drucks.

Häufige Anzeichen von Lücken und Inkonsistenzen:

• Sichtbare Löcher oder Lücken im überbrückten Abschnitt
• Unregelmäßige oder unebene Oberflächenstruktur
• Inkonstante Breite oder Dicke über die Brücke

Diese alltäglichen Probleme werden normalerweise überwunden, um das Bridging zu realisieren, indem verschiedene Druckeinstellungen und Umweltfaktoren angepasst werden. Die richtige Identifizierung solcher Probleme ist der erste Schritt zur Verbesserung der Qualität der überbrückten Abschnitte in 3D-gedruckten Objekten.

Faktoren, die die Brückenqualität beeinflussen

Die Qualität des Brückenprozesses hängt von einer Reihe von Variablen ab. Die wichtigsten darunter sind:

1. Materialeigenschaften

Verschiedene Materialien verhalten sich während der Überbrückung einzigartig:

PLA (Polymilchsäure): Die meiste Zeit ist es einfacher, mit zu überbrücken, aufgrund seines relativ niedrigeren Schmelzpunkts. Es erstarrt ziemlich schnell, was es perfekt für kleine Brücken macht.

• Drucktemperatur: 190-220°C.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol): Mit einem höheren Schmelzpunkt und der Tendenz zur Verformung ist dies schwieriger zu überbrücken. Höhere Temperaturen und eine geschlossene Druckumgebung sind erforderlich.

• Optimale Drucktemperatur: 220-250°C.

PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol): Frohes Mittelding zwischen PLA und ABS, es verzieht sich nicht so stark wie ABS, hat aber ein faseriges Ergebnis.

• Optimale Drucktemperatur: 230-250°C.

2. Druckeinstellungen

Extrusionstemperatur: Niedrigere Temperaturen führen im Allgemeinen zu besseren Brücken, können jedoch Unterextrusion verursachen. Beginnen Sie mit dem unteren Ende des empfohlenen Temperaturbereichs für Ihr Material und passen Sie es nach Bedarf an.

Print Speed: Langsamere Geschwindigkeiten (etwa 20-30 mm/s) führen oft zu besseren Überbrückungen, da sie mehr Zeit für das Abkühlen und Aushärten des Materials bieten.

Lüftergeschwindigkeit: Höhere Lüftergeschwindigkeiten verbessern das Bridging, indem sie das extrudierte Material schnell verfestigen. Für PLA verwenden Sie 100% Lüftergeschwindigkeit. Für ABS, beginnen Sie mit 0 % und erhöhen Sie allmählich, falls erforderlich.

Schichthöhe: Dünnere Schichten (0,1-0,2 mm) erzeugen typischerweise stärkere Brücken aufgrund des geringeren Materialgewichts.

3. Umweltbedingungen

Umgebungstemperatur: Halten Sie eine stabile Raumtemperatur zwischen 20-25°C für die meisten Materialien. Für ABS kann eine höhere Umgebungstemperatur (etwa 30-35°C) in einem geschlossenen Raum Verzerrungen verhindern.

Humidity: Halten Sie die Filamente in einer trockenen Umgebung. Hohe Luftfeuchtigkeit kann zu inkonsistenter Extrusion führen. Verwenden Sie bei Bedarf einen Filamenttrockner.

Air Flow: Minimieren Sie Zugluft im Druckbereich, um eine gleichmäßige Kühlung zu gewährleisten. Bei größeren Brücken kann jedoch ein kleiner Ventilator, der auf den Druck gerichtet ist, bei der Kühlung helfen.

Bewaffnet mit diesem Wissen sind Sie nun besser gerüstet, um Brückenherausforderungen in Ihrem 3D-DruckprojekteExperimentieren Sie mit diesen Faktoren, um den optimalen Punkt für Ihr spezifisches Setup und Ihre Materialien zu finden.

Wie man seinen 3D-Drucker für bessere Brücken anpasst

Bridging-Erfolg hängt oft von den feinen Details Ihrer Druckereinstellungen ab.

1. Verlangsamen Sie Ihre Brückenbaugeschwindigkeit

Die Druckgeschwindigkeit ist ein Faktor, der beeinflusst, wie Brücken aussehen. Wenn sie zu schnell ist, könnten die Brücken durchhängen. Wenn sie zu langsam ist, könnte das Plastik zu heiß werden.

Bei Brücken ist ein guter Ausgangspunkt etwa 20-30 mm/s, und dann schneller oder langsamer, je nach Aussehen. Tatsächlich können die meisten kurzen Brücken (weniger als 20 mm) tatsächlich viel schneller gedruckt werden, während längere deutlich langsamer gedruckt werden müssen.

2. Senken Sie Ihre Düsentemperatur

Einer der wichtigsten Variablen beim Drucken guter Brücken ist die Temperatur. Sie möchten, dass das Plastik heiß genug ist, um gut zu drucken, aber kühl genug, um seine Form zu halten.

Nehmen Sie die empfohlene untere Temperatur für Ihr Plastik und beginnen Sie damit. Für PLA versuchen Sie, bei etwa 190 °C zu starten. Für PETG verwenden Sie etwa 230 °C. Wenn Sie Lücken bemerken oder die Schichten nicht gut haften, erhöhen Sie Ihre Temperatur um etwa 5 °C auf einmal.

3. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit Ihres Kühlgebläses

Kühlung hilft bei der schnellen Verfestigung des Kunststoffs und vermeidet somit Durchhängen.

Im Fall von PLA und PETG sollte der Lüfter während des Drucks von Brücken auf maximaler Geschwindigkeit laufen; bei ABS muss er während des Starts AUS sein; dies kann bei Bedarf mit der Zeit erhöht werden, jedoch mit Vorsicht, da dies dazu führen kann, dass die Schichten nicht richtig haften.

4. Passen Sie Ihre Schichthöhe und -breite an

Die Höhe und Breite jeder Schicht sind Faktoren dafür, wie Brücken entstehen. Dünnere Schichten neigen dazu, stärkere Brücken zu schaffen, benötigen jedoch mehr Zeit zum Drucken.

Versuchen Sie Schichthöhen zwischen 0,1 mm und 0,2 mm für Brücken. Dünnere Schichten hängen oft weniger durch, da sie leichter sind.

Für die Schichtbreite versuchen Sie, Ihre Brückenextrusionsbreite 10-20% breiter als die Düsenweite zu machen. Dies kann verwendet werden, um Lücken zu füllen und stärkere Verbindungen herzustellen.

Fortgeschrittene Strategien zur Beherrschung des 3D-Drucks von Brücken

Jetzt, da wir die Grundlagen behandelt haben, schauen wir uns einige fortgeschrittenere Methoden an, um schwierige Brücken zu handhaben. Diese Methoden können Ihnen helfen, komplexere Modelle zu drucken.

1. Strategische Nutzung von Unterstützungen

Berücksichtigen Sie die Verwendung von Stützen, wenn sie länger als 50 mm oder steiler als 45 Grad sind. Wenn Ihr Drucker zwei Düsen hatte, können Sie es versuchen lösliche Stützen. Das Entfernen von Stützen ist bequemer, und das Finish ist glatter. Allerdings erfordern Stützen zusätzliches Material und Druckzeit, daher sollten sie nur verwendet werden, wenn es wirklich notwendig ist. Man sollte immer versuchen, ohne Stützen zu drucken. Der Schritt zur Optimierung der Slicer-Einstellungen wird nun behandelt.

2. Optimierung der Slicer-Einstellungen für Brücken

Die meisten Slicer haben Brückeneinstellungen. Zuerst finden Sie die "Brückenflussverhältnis" und stellen Sie es auf 80-90% Ihrer normalen Durchflussrate ein. Dies verhindert, dass zu viel Kunststoff verwendet wird. Stellen Sie schließlich für die meisten Materialien außer ABS die "Brückenhaut-Lüftergeschwindigkeit" auf hoch ein. Einige Slicer ermöglichen es Ihnen, die Richtung der Brückenlinien zu ändern. Experimentieren Sie mit verschiedenen Winkeln, um herauszufinden, was am besten für Ihr Modell funktioniert.

3. Neugestaltung für bessere Brücken

Manchmal ist das Überbrücken einfacher, wenn Sie Ihr Modell einfach neu gestalten. Wenn es lange Brücken gibt, versuchen Sie, kleine Stützpfeiler in Ihr 3D-Modell einzufügen. Das verwandelt eine lange Brücke in mehrere kürzere. Versuchen Sie auch, Ihr Modell zu drehen. Eine einfache Drehung kann schwierige Überhänge in handhabbare Brücken verwandeln. Wenn Sie funktionale Teile drucken, fügen Sie geneigte Kanten oder abgerundete Ecken zu den Brückenrändern hinzu. Dies kann die Festigkeit erhöhen und das Erscheinungsbild verbessern.

Lösungen für knifflige Brückenprobleme

Selbst unter idealen Bedingungen können Sie auf seltsame Brückenprobleme stoßen. Folgendes sind Möglichkeiten, um schwer zu beseitigende Probleme zu identifizieren und zu beseitigen.

Ungewöhnliche Brückenprobleme, auf die man achten sollte

Neben grundlegenden Durchhängen oder Fäden, achten Sie auf diese weniger häufigen Probleme:

• Akkordeon-Effekt: Die Brücke hat eine wellige, unebene Oberfläche.
• Curling: Die Kanten der Brücke heben sich oder curl nach oben.
• Spröde Brücken: Die Brücke ist anfällig für Brüche oder Verfall.
• Inkonsistente Extrusion: Die Brücke hat abwechselnd dicke und dünne Abschnitte.

Behebung einer welligen Brückenoberfläche

Wenn Ihre Brücke eine wellige Erscheinung hat, überprüfen Sie zuerst, ob Ihre Riemen nicht locker sind oder ob Ihr Druckerrahmen wackelt. Überprüfen Sie, ob Ihre Kühlung gleichmäßig ist - Sie müssen möglicherweise Ihren Ventilator neu positionieren. Manchmal verbessert das Drucken von Brücken in einem Winkel von 45° zur X- oder Y-Achse die Oberfläche.

Das Verhindern von Wellenbildung an Brückenrändern

Für das Wellen der Kanten erhöhen Sie die Betttemperatur leicht für die ersten paar Schichten. Das Hinzufügen eines Randes zu Ihrem Druck kann ebenfalls bei der Haftung helfen. Wenn Sie mit ABS drucken, verhindert das Drucken in einem Gehäuse, dass Zugluft Wellen verursacht.

Stärkere Brücken bauen

Um fragile Brücken stärker zu machen, versuchen Sie, den Füllprozentsatz in den Bereichen zu erhöhen, die die Brücke stützen. Sehr oft funktioniert es, die Marken oder Typen zu wechseln, da einige einfach stärker sind als andere. PLA-Drucke können nach dem Drucken annealiert werden, um die Festigkeit zu erhöhen, aber dies erfordert mehrere zusätzliche Schritte.

Lösung ungleicher Brückendicke

Wenn die Dicke Ihrer Brücke inkonsistent ist, versuchen Sie, Ihre Düse zu reinigen oder sie zu ersetzen, wenn sie abgenutzt ist. Teilweise Verstopfungen in Ihrem Hotend sind ebenfalls zu berücksichtigen. Es ist auch eine gute Idee, eine Extruder-Schrittkalibrierung durchzuführen und die Filamentdurchmesser an mehreren Punkten zu messen, um dessen gleichmäßigen Durchmesser zu bestätigen.

Verbessern Sie sich im 3D-Drucken von Brücken!

Eine der wichtigsten Techniken des 3D-Drucks - das Überbrücken - ermöglicht es Ihnen, komplexere Designs zu drucken. Dieses Tutorial hat Ihnen einen Überblick darüber gegeben, wie das Überbrücken funktioniert, die häufigen Probleme, die auftreten, und die Möglichkeiten, diese zu beheben. Sie können bessere Brücken erzeugen, indem Sie die Druckeinstellungen anpassen, das richtige Material auswählen und oft Ihr Design anpassen. Wenn schwierigere Probleme auftreten, wenden Sie die Tipps zur Fehlersuche an, um diese zu überwinden. Mit Übung werden Sie in der Lage sein, starke und glatte Brücken zu drucken, was es Ihnen ermöglicht, noch erstaunlichere Designs zu erstellen. 3D-DruckeBeginnen Sie, diese Tipps in Ihren nächsten Druck zu integrieren, um den Unterschied zu spüren.