تنظیمات اسلایسر را تغییر دادهاید، رول فیلامنت را عوض کردهاید، اما بازهم قطعهای که پرینت میکنید بسیار ترد است و با کوچکترین فشار میشکند؛ یکی از دلایل اصلی ترد و شکننده شدن قطعات پرینت سه بعدی، پدیدهای است به نام under-extrusion، یا به فارسی، آندر اکستروژن.
این اتفاق زمانی میافتد که مقدار خروجی فیلامنت از نازل، کمتر از اندازه مورد نیاز است – under باشد. بنابراین، بین لایههای پرینت، ممکن است هرنوع فضای خالی مانند حفره یا نقص شبکهای بهوجود بیاید و یا گاهی لایهها به شکل مقطع پرینت شوند. سپس، هنگامی که نواقص زیادی در ساختار پرینت پدید بیاید، قطعه از استحکام کافی برخوردار نبوده و بسیار ترد و شکننده خواهد شد.
مشکل آندر اکستروژن، به عنوان یکی از عوامل افت کیفیت و استحکام قطعه پرینت سه بعدی، بهطور کامل در این مقاله مورد بحث قرار میگیرد. در ادامه، به دلایل آندر اکستروژن در فناوریهای فیلامنتی – مانند FDM و FFF – میپردازیم و سپس راه حلهای متفاوتی برای برطرف کردن این مشکل ارائه میدهیم.
آندر اکستروژن چیست و چگونه بر کیفیت پرینت تأثیر میگذارد؟
در زمانی که پرینتر سه بعدی از سه حالت بالا، به شکل آندر اکستروژن پرینت میکند، یعنی اکسترودر آن قادر نیست حجم کافی از فیلامنت را با سرعت مورد نیاز به هاتاند و نازل برساند. در نتیجه، جدایش بین لایهها اتفاق میافتد. این مشکل ممکن است دلیل سختافزاری یا نرمافزاری داشته باشد. در برخی موارد، پرینتر از زمان خرید دچار ایراد آندر اکستروژن است و در برخی دیگر، این مشکل پس از مدتی استفاده و بهصورت ناگهانی ظاهر میشود.
وقتی آندر اکستروژن رخ میدهد، نه تنها ظاهر قطعه آسیب میبیند، بلکه ساختار داخلی آن نیز ضعیف میشود. ایجاد حفرههای کوچک، خطوط ناقص، لایههای ناپیوسته و کاهش چسبندگی بین لایهها از مهمترین پیامدهای این مشکل هستند. به همین دلیل، بسیاری از کاربران، زمانی که با کاهش استحکام قطعات پرینت سه بعدی مواجه میشوند، در نهایت متوجه میشوند که علت این موضوع، آندر اکستروژن است.
آیا آندر اکستروژن باعث شکننده شدن پرینت سه بعدی میشود؟
پاسخ این سوال به طور کلی، بله است. زمانی که فیلامنت کافی از نازل خارج نمیشود، خطوط پرینت بهطور کامل کنار یکدیگر قرار نمیگیرند و اتصال بین لایهها بسیار ضعیف خواهد بود. این موضوع باعث ایجاد فضاهای خالی در ساختار قطعه شده و مقاومت مکانیکی آن را کاهش میدهد. در این حالت قطعهای به دست میآید که در برابر فشار، ضربه یا حتی خم شدن مقاومت کمی دارد و بهراحتی میشکند.
چگونه آندر اکستروژن را تشخیص دهیم؟
تشخیص آندر اکستروژن معمولا کار دشواری نیست. اگر روی سطح قطعه سوراخهای ریز، شکاف یا نواحی مشاهده کردید که مواد کمتری در آنجا اکسترود شده است، احتمال زیاد آندر اکستروژن اتفاق افتاده است. گاهی نیز ممکن است صدای کلیک از اکسترودر بشنوید که نشان میدهد مانعی در سر راه فیلامنت وجود دارد و اجازه نمیدهد به درستی در مسیر حرکت کند.
یک راه برای تشخیص under-extrusion، پرینت یک مکعب کالیبراسیون است. اگر ضخامت دیوارههای مکعب کمتر از مقدار مورد انتظار باشد یا ابعاد قطعه از دقت کافی برخوردار نباشند، باید به آندر اکستروژن شک کنید.
همچنین، قطر فیلامنت را به دقت اندازهگیری کنید و با حجم موارد خروجی مقایسه کنید؛ این کار به شما کمک میکند بفهمید حجم خروجی فیلامنت با آنچه که در تئوری انتظار میرود یکسان است یا خیر.
دلایل ترد و شکننده شدن قطعات پرینت سه بعدی و راههای مقابله با آندر اکستروژن
وجود عیب یا ایراد در هریک از بخشهای کار پرینت سه بعدی، میتواند در نهایت به آندر اکستروژن منتهی شود. به همین خاطر هم ما، برای راحتی کار شما، عواملی را که در کاهش استحکام یک قطعه پرینت سه بعدی نقش دارند دستهبندی کرده و سپس برای مقابله با هرکدام، یک راه حل کاربردی ارائه دادهایم.
عوامل مربوط به فیلامنت و تاثیرگذار بر ترد و شکننده شدن قطعات پرینت سه بعدی
رطوبت فیلامنت
مشکل: بیشتر فیلامنتهای پرینت سه بعدی رطوبت محیط را جذب میکنند. فیلامنت مرطوب باعث تشکیل حباب، خروج نامنظم مواد، کاهش چسبندگی لایهها و در نهایت شکننده شدن قطعه میشود.
راهحل: فیلامنت را با خشککن مخصوص یا دستگاه Filament Dryer و یا یکی از روشهای گفته شده در مقاله “روشهای خشک کردن فیلامنت” خشک کنید و برای نگهداری طولانیمدت آن از جعبههای خشک (Dry Box) استفاده کنید.
تنظیم نادرست قطر فیلامنت
مشکل: اگر قطر فیلامنت را در نرمافزار اسلایسر اشتباه وارد کنید، حجم مواد خروجی بهدرستی محاسبه نمیشود و آندر اکستروژن رخ میدهد.
راهحل: قطر واقعی فیلامنت را با کولیس اندازهگیری کرده و همان مقدار را در تنظیمات اسلایسر وارد کنید.
گره خوردن یا گیر کردن فیلامنت روی اسپول (قرقره)
مشکل: زمانی که فیلامنت نتواند آزادانه از روی اسپول باز شود، اکسترودر برای کشیدن آن تحت فشار قرار میگیرد و مواد کمتری به هاتاند میرسد.
راهحل: قبل از شروع پرینت، اسپول را بررسی کنید و هرگونه گره یا پیچخوردگی را برطرف کنید.
عوامل سختافزاری و مکانیکی موثر در ترد و شکننده شدن قطعات پرینت سه بعدی
گرفتگی نازل
مشکل: یکی از رایجترین دلایل آندر اکستروژن، گرفتگی نازل است. حتی یک گرفتگی جزئی هم میتواند جریان حرکت فیلامنت را مختل کرده و باعث خروج نامنظم مواد شود. این مشکل معمولا پس از ساعتها پرینت بدون وقفه یا استفاده از فیلامنتهای حاوی الیاف، رخ میدهد.
راهحل: نازل را تمیز کنید و مسیر خروج فیلامنت را بررسی کنید. در بسیاری از موارد استفاده از یک سوزن تمیزکننده یا تعویض نازل میتواند مشکل را بهطور کامل برطرف کند.
فرسودگی یا خرابی تیوب PTFE
مشکل: خمشدگی، آلودگی یا فرسودگی تیوب PTFE میتواند اصطکاک را در مسیر فیلامنت افزایش دهد و باعث کاهش جریانیابی مواد شود.
راهحل: مسیر فیلامنت را بررسی کنید و در صورت مشاهده هرگونه آسیب، تیوب PTFE را تمیز یا تعویض کنید.
کثیف یا فرسوده شدن چرخدنده اکسترودر
مشکل: تجمع برادههای فیلامنت روی دندانههای اکسترودر یا فرسودگی چرخدندهها باعث کاهش توان کشیدن فیلامنت میشود.
راهحل: چرخدندهها را تمیز کنید، فشار فنر اکسترودر را بررسی کنید و در صورت نیاز، قطعات فرسوده را تعویض کنید.
تنظیم نبودن Z-Offset
مشکل: اگر نازل بیش از حد به صفحه پرینت نزدیک باشد، فضای کافی برای خروج فیلامنت وجود نخواهد داشت. زیرا فیلامنت بین نازل و بستر فشرده شده و نمیتواند بهصورت یکنواخت اکسترود شود. این مشکل باعث ضعف لایه اول و کاهش چسبندگی میشود.
راهحل: مقدار Z-Offset را طوری تنظیم کنید که نازل در ارتفاع مناسبی نسبت به صفحه پرینت قرار گیرد. نازل باید آنقدر به سطح نزدیک باشد که چسبندگی مناسبی ایجاد شود، اما در عین حال فضای کافی برای خروج روان و یکنواخت فیلامنت نیز وجود داشته باشد.
انجام First Layer Calibration میتواند به پیدا کردن ارتفاع ایدهآل کمک کند.
عوامل مربوط به تنظیمات پرینت در ترد و شکننده شدن قطعات پرینت سه بعدی
دمای پایین نازل
مشکل: اگر دمای نازل کمتر از مقدار مورد نیاز فیلامنت برای ذوب باشد، مواد بهطور کامل ذوب نمیشوند و خروج فیلامنت با مشکل مواجه میشود.
راهحل: دمای نازل را بهصورت تدریجی و در بازههای ۵ درجهای افزایش دهید تا به محدوده مناسب فیلامنت برسید.
سرعت پرینت بالا
مشکل: در سرعتهای بالا، هاتاند ممکن است فرصت کافی برای ذوب کردن فیلامنت را نداشته باشد و مقدار کمتری از مواد را از نازل خارج کند.
راهحل: سرعت پرینت را کاهش دهید یا در عوض، دمای نازل را کمی افزایش دهید تا اثر این موضوع را جبران کند.
تنظیم نادرست Flow Rate
مشکل: اگر مقدار Flow Rate کمتر از حد لازم باشد، کل مدل با کمبود مواد مواجه میشود و استحکام دیوارهها و لایهها کمتر از مقدار مورد انتظار خواهد بود.
راهحل: Flow Rate را بهصورت تدریجی و با استفاده از مدلهای کالیبراسیون تنظیم کنید تا به مقدار مناسب آن برسید.
تنظیمات نامناسب Retraction
مشکل: Retraction بیش از حد میتواند باعث کمبود مواد در ابتدای خطوط پرینت و گوشههای مدل شود.
راهحل: فاصله و سرعت Retraction را بهصورت مرحلهای تنظیم کنید تا تعادل مناسبی بین جلوگیری از Stringing و حفظ جریان مواد ایجاد شود.
آندر اکستروژن؛ بزرگترین دلیل ترد و شکننده شدن قطعات پرینت سه بعدی در یک نگاه
اگر متوجه شدید پرینتهای شما ترد شدهاند، لایهها بهخوبی به یکدیگر نمیچسبند یا قطعات بهراحتی میشکنند، نخست مسیر فیلامنت، نازل، اکسترودر و وضعیت فیلامنت را بررسی کنید. در بسیاری از موارد، رفع یک مشکل ساده سختافزاری میتواند کیفیت و استحکام پرینت را بهطور چشمگیری بهبود دهد. در گام بعدی، به سراغ تنظیمات پرینت رفته و اگر مقدار موردی بهدرستی وارد نشده است، مقادیر درست را جایگزین آن کنید.
با این حال، اگر پس از بررسی موارد بالا، همچنان با کمبود متریال در اکستروژن یا همان آندر اکستروژن، شکنندگی قطعات و کاهش کیفیت پرینت روبهرو هستید، مشخصات پرینتر سه بعدی، فیلامنت و مدل خود را در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید. کارشناسان ما مشکل را بررسی کرده و در کوتاهترین زمان ممکن بهترین راهکاری مناسب را در اختیار شما قرار خواهند داد. برای ارتباط با کارشناسان ماداتکنولوژی کلیک کنید.
همچنین، پیشنهاد میکنیم سری به مقالات آموزشی ماداتکنولوژی بزنید تا با سایر مشکلات پرینت سه بعدی آشنا شده و در صورت مواجه با هریک، بتوانید مشکل را خودتان به تنهایی برطرف کنید.
سوالات متداول (FAQ)
پدیده Heat Creep یا انتقال ناخواسته گرما به بخش سرد هاتاند، یکی از معضلاتی است که بسیاری از کاربران با آن مواجه میشوند. در این حالت، گرما از ناحیه داغ هاتاند به قسمت بالایی منتقل میشود و باعث نرم شدن زودهنگام فیلامنت میگردد. فیلامنت نرمشده اصطکاک بیشتری ایجاد میکند و در مسیر حرکت خود گیر میکند. نتیجه این اتفاق، کاهش جریان مواد و بروز آندر اکستروژن است.
PLA یکی از محبوبترین فیلامنتهای پرینت سه بعدی است، اما در مقایسه با موادی مانند PETG شکنندگی بیشتری دارد. جذب رطوبت بالا، پرینت در دمای پایین و بروز Heat Creep از جمله عواملی هستند که میتوانند استحکام قطعات PLA را کاهش دهند. به همین دلیل، اهمیت نگهداری و استفاده از تنظیمات پرینت مناسب برای این متریال بیشتر است.
برای افزایش استحکام پرینت سه بعدی باید علت اصلی ضعف قطعه را پیدا کنید. کالیبره کردن اکسترودر، تنظیم صحیح دمای پرینت، خشک نگه داشتن فیلامنت، افزایش تعداد دیوارهها، بهینهسازی اینفیل و نگهداری منظم نازل و اکسترودر از مهمترین اقداماتی هستند که میتوانند کیفیت و مقاومت قطعات پرینتی را بهبود دهند.
همچنین، توصیه میشود قبل از تغییر دادن تنظیمات اسلایسر، وضعیت سختافزار پرینتر سه بعدی را بررسی کنید. در بسیاری از موارد، آندر اکستروژن ناگهان و فقط به دلیل مشکلات فیزیکی مانند گرفتگی نازل، خرابی تیوب PTFE یا کثیف شدن اکسترودر ایجاد میشود.