برخی از مشکلات در پرینت سه بعدی، به قدری رایج هستند که شاید کمتر کسی هنوز با آنها مواجه نشدهاست. یکی از آنها، گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی است. این مشکل که در انگلیسی به نام Clogged Nozzle شناخته میشود، در روند اکسترود کردن فیلامنت از هد نازل اختلال ایجاد میکند. اغلب کاربران زمانی متوجه این مشکل میشوند، که فیلامنت بهدرستی از نازل خارج نمیشود یا لایههای پرینت بهشکلی ناقص یا نامنظم روی هم قرار میگیرند.
گرفتگی نازل معمولا بهصورت ناگهانی ظاهر نمیشود، بلکه عوامل متعددی در بروز آن دخیل هستند که اگر به موقع به آنها پرداخته نشود، تاثیر خود را خواهند گذاشت. اما خبر خوب این است که اگر علت این مشکل بهدرستی تشخیص داده شود، میتواند به راحتی و بدون وارد کردن آسیب بیشتری به اکسترودر حل شود.
در این مقاله، بررسی خواهیم کرد که Clogged Nozzle چیست، چرا اتفاق میافتد، چه نشانههایی دارد و چطور میتوانیم با روشهای اصولی نسبت به برطرف کردن آن اقدام کنیم.
گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی چیست و چرا رخ میدهد؟
گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی یا مشکل clogged nozzle، یکی از رایجترین مشکلاتی است که خیلی از اوقات در پرینترهای سه بعدی FDM دیده میشود. در این حالت، اکسترودر نازل یا بخشی که هاتاند نام دارد مسدود شده و عبور فیلامنت از این قسمت به طور کامل یا جزئی متوقف میشود. این مشکل میتواند براثر عوامل متعددی اتفاق بیوفتد، اما تا زمانی که به طور کامل برطرف نگردد، فیلامنت به درستی از نازل خارج نمیشود و متعاقبا مشکلات بیشتری در پرینت به وجود میآید.
هنگام گرفتگی اکسترودر، ممکن است بسیاری از افراد تصور کنند موتور اکسترودر دچار خرابی شده یا تنظیمات پرینت ایراد دارد؛ در حالی که منشا آن، یک گرفتگی معمولی باشد. هرچند که اگر این مشکل بهموقع برطرف نشود، میتواند به نازل، هاتاند و حتی سیستم اکسترودر آسیب وارد کند.
تفاوت گرفتگی کامل و جزئی نازل
گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی معمولا به دو نوع تقسیم میشود:
- گرفتگی کامل
- گرفتگی جزئی
در گرفتگی کامل، مسیر خروج فیلامنت به طور کامل بسته میشود و دیگر هیچ متریالی از نازل خارج نمیشود. در این حالت، فیلامنت داخل اکسترودر گیر میکند و فرایند پرینت متوقف میشود. اما در گرفتگی جزئی، تنها بخشی از مسیر خروجی نازل مسدود میشود. در حالت دوم، مقداری فیلامنت خارج میشود اما روند اکستروژن آن بسیار ضعیف، ناهماهنگ و همراه با افت کیفیت پرینت خواهد بود. در هردو نوع، باید نسبت به برطرف کردن انسداد نازل پرینتر سه بعدی اقدام کرد تا آسیب جدی به پرینتر وارد نشود.
مهمترین دلایل گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی
برای حل کردن بیشتر مشکلات مربوط به پرینتر سه بعدی، نخست باید ریشه مشکل را بیابیم. از این رو، اکنون شناختهشدهترین عواملی را که منجر به گرفتگی نازل یا هاتاند میشوند، باهم بررسی میکنیم.
استفاده از فیلامنتهای بیکیفیت یا غیر استاندارد
یکی از دلایل اصلی گرفتگی هاتاند، استفاده از فیلامنتی است که دمای انتقال شیشهای پایینی دارد. اگر فیلامنت زودتر از زمان لازم نرم شود، گرما به بخشهای بالاتر هدایت میشود و باعث گیر کردن فیلامنت در مسیر نازل میگردد.
از دیگر عوامل مهم در گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی، میتوان به نوسان در قطر فیلامنت اشاره کرد. زمانی که قطر فیلامنت بیشتر از اندازه استاندارد یعنی 1.75 میلیمتر باشد یا در طول رول یکنواخت نباشد، احتمال گیر کردن آن در هاتاند افزایش پیدا میکند.
وجود ذرات ریز یا گرد و غبار در مسیر حرکت فیلامنت
وجود هرگونه ذرات اضافی مانند گردوغبار روی فیلامنت یا داخل اکسترودر نیز یکی دیگر از دلایل رایج این مشکل است. به مرور زمان، این ذرات در مسیر حرکت فیلامنت و به ویژه بخش هاتاند تجمع میکنند و باعث گرفتگی کامل یا جزئی نازل شوند.
همچنین در برخی موارد، ذرات ریزی که روی خود فیلامنت وجود دارند، باعث انسداد نوک نازل میشوند. این موضوع بهخصوص هنگام استفاده از فیلامنتهای ترکیبی مانند فیلامنتهای حاوی الیاف کربن، فیلامنت شبتاب یا فیلامنتهای اکلیلی بیشتر دیده میشود.
استفاده از فیلامنتهای مختلف
یکی دیگر از دلایل مهم گرفتگی اکسترودر، عدم پاکسازی کامل نازل هنگام تعویض فیلامنت است. زمانی که بین دو نوع فیلامنت بسیار متفاوت مانند PLA و PC یا ASA و TPU جابهجایی انجام میشود، باقیماندههای فیلامنت قبلی باید به طور کامل پاکسازی شوند، در غیر این صورت، بقایای آن در نازل گیر کرده و سبب گرفتگی نازل میشوند.
مهمترین نشانههای گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی
قبل از اینکه نازل را تمیز کنید، بهتر است مطمئن شوید که مشکل واقعا گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی است. گرفتگی هاتاند معمولا با علائم مشخصی همراه است که اگر آنها را تشخیص دهید، میتوانید منشا مشکل را که بالاتر به آنها اشاره شد، به طور دقیق بیابید. برخی از این نشانهها در ادامه بررسی میکنیم؛
خارج نشدن فیلامنت: واضحترین نشانه گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی این است که فیلامنت از نازل خارج نمیشود. بسیاری از کاربران زمانی متوجه مشکل میشوند که پرینتر شروع به پرینت میکند اما در لایه اول هیچ متریالی روی صفحه قرار نمیگیرد.
ضعیف شدن اکستروژن: گاهی اوقات نازل کاملا مسدود نیست، اما مقدار خروج فیلامنت کمتر از حد طبیعی میشود. در چنین شرایطی، اکستروژن ضعیف و نامنظم خواهد بود و پرینت کیفیت اولیه خود را از دست میدهد. یا اینکه به جای خروج یکنواخت فیلامنت، پرینتر متریال را بهصورت تکهتکه یا ناگهانی خارج میکند. این اتفاق میتواند به دلیل گرفتگی جزئی نازل، فیلامنت مرطوب یا حتی مشکل در عملکرد موتور اکسترودر رخ دهد.
صدای تق تق اکسترودر: اگر هنگام پرینت صدای تقتق یا کلیک از اکسترودر میشنوید، به احتمال زیاد وجود فیلامنت نمیتواند بهراحتی وارد هاتاند شود. این صدا معمولا زمانی ایجاد میشود که اکسترودر تلاش میکند فیلامنت را به سمت نازل هدایت کند، اما به دلیل گرفتگی هاتاند، مسیر بسته شده است.
پرینت ناقص لایهها: یکی دیگر از نشانههای مهم گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی، پرینت شدن ناقص مدل است. ممکن است فرایند پرینت بهصورت عادی شروع شود، اما بعد از چند لایه، بخشی از مدل ناپدید شود یا پرینت بهطور کامل متوقف شود. این اتفاق زمانی رخ میدهد که گرفتگی بهمرور شدیدتر میشود و جریان خروج فیلامنت کاهش پیدا میکند. در نتیجه، پرینتر نمیتواند متریال کافی برای ادامه ساخت لایهها تامین کند.
مشکل under extrusion: در این حالت، نازل مقدار کمتری از فیلامنت را نسبت به مقدار موردنیاز خارج میکند و همین موضوع باعث ایجاد حفره، فاصله بین لایهها و ضعف ساختاری در قطعه پرینتی میشود. برخلاف over extrusion که در آن متریال بیش از حد خارج میشود، under extrusion معمولا به دلیل وجود مانع داخل نازل یا هاتاند اتفاق میافتد.
بنابراین، اگر پدیده under extrusion را همراه با مشکل خروج فیلامنت یا صدای تقتق اکسترودر مشاهده کردید، بهتر است نازل پرینتر سه بعدی را هرچه سریعتر بررسی و در صورت نیاز، تمیز کنید.
چگونه مشکل گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی را برطرف کنیم؟
برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی (clogged nozzle) اول باید مشخص کنید که گرفتگی جزئی است یا کامل، چون هر سطح از انسداد، به روش متفاوتی نیاز دارد. در ادامه روشهای این کار را بهصورت دستهبندیشده و کاربردی معرفی میکنیم.
- روشهای ساده و سریع برای گرفتگیهای جزئی (با استفاده از سوزن یا ابزار نازک)
این روش زمانی مناسب است که هنوز مقداری فیلامنت از نازل خارج میشود اما جریان آن ضعیف یا نامنظم شده است.
- روشهای تخصصی برای گرفتگیهای متوسط، مانند روش Cold Pull
مهمترین روش در این دسته، روش Cold Pull است که برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی بسیار موثر است و به ابزار خاصی هم نیاز ندارد. در این فرایند همچنین، همه آلودگیها و ذرات سوخته از داخل نازل خارج میشوند تا جریان اکستروژن به حالت طبیعی برگردد.
- روشهای مکانیکی برای انسدادهای مقاوم با استفاده از سیم یا ابزار فلزی نازک
این روش زمانی کاربرد دارد که علت گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی، تجمع ذرات یا باقیمانده فیلامنت در نوک نازل باشد.
- روش نهایی، تعویض کامل نازل پرینتر سه بعدی
اگر هیچکدام از روشهای بالا مؤثر نباشد، بهترین راهحل، تعویض نازل است.
آموزش مرحلهبهمرحله رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی (سه روش پیشنهادی)
برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی، بهتر است یک رویکرد مناسب داشته باشید تا هم علت انسداد را به درستی تشخیص دهید و هم بدون آسیب به هاتاند یا اکسترودر، مسیر خروج فیلامنت را باز کنید. در این بخش، سه روش کاربردی و استاندارد برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی را بهصورت گام به گام آموزش میدهیم.
روش اول برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی: باز کردن مسیر اکستروژن با سوزن در حالت گرم
- در اولین قدم، هاتاند را روی دمای مناسب تنظیم کنید. معمولا دمای حدود 250 درجه سانتیگراد برای اکثر فیلامنتهای رایج مانند PLA، PETG، TPU و ABS مناسب است. (اگر از فیلامنتهایی با دمای پرینت بالاتر استفاده میکنید، دما را متناسب با آن افزایش دهید.)
- پس از رسیدن هاتاند به دمای موردنظر، بهتر است محور Z یا بستر پرینت را پایین بیاورید تا دسترسی به نازل راحتتر شود و بتوانید بدون محدودیت روی نازل کار کنید.
- در این مرحله، زمانی که نازل گرم میشود، یک سوزن نازک را به آرامی وارد نوک نازل کنید و چند بار آن را حرکت دهید تا ذرات و آلودگیهای داخل مسیر خارج شوند.
- در پایان، با استفاده از گزینه اکسترود، فیلامنت را خارج کنید و بررسی کنید که جریان خروجی یکنواخت و مستقیم باشد. اگر خروج فیلامنت بهصورت خمیده یا نامنظم بود، هنوز گرفتگی هاتاند بهطور کامل رفع نشده است.
نکته مهم این است که سوزن را بیش از حد داخل نازل فشار ندهید، زیرا ممکن است مواد ذوبشده را به بخشهای بالاتر هاتاند هدایت کند و در نتیجه آسیب شدیدتری به اکسترودر شود.
روش دوم برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی: روش مکانیکی با استفاده از آچار گرم (Hex Wrench Method)
- اگر گرفتگی شدیدتر باشد و روش سوزن کافی نباشد، باید از یک روش مکانیکی استفاده کنید. در این روش ابتدا هاتاند را از پرینتر جدا میکنید. برای این کار، کابلهای متصل به هاتاند را با دقت جدا کنید و مراقب باشید به برد یا سیمها آسیب وارد نشود.
- بعد از آن، پیچهای نگهدارنده را باز کرده و هاتاند را از پرینت هد جدا کنید.
- در مرحله بعد، یک آچار آلن نازک (حدود 1.5 میلیمتر) را با حرارت ملایم گرم کنید و زمانی که نوک آچار داغ شد، آن را از قسمت بالایی وارد مسیر هاتاند کنید تا داخل توده فیلامنت گیر کرده نفوذ کند. سپس اجازه دهید کمی خنک شود تا فیلامنت به ابزار بچسبد.
- در ادامه، با گرم کردن نوک نازل، میتوانید به آرامی ابزار را بیرون بکشید تا فیلامنتهای گیر کرده نیز خارج شوند.
روش سوم برای رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی: روش Cold Pull
- در ابتدا باید بخش جلویی پرینت، هد و لوله PTFE را جدا کنید تا مسیر فیلامنت آزاد شود.
- سپس فیلامنت را در دمای مناسب (مثلا حدود 220 درجه برای PLA) وارد هاتاند کنید تا از نوک نازل خارج شود.
- پس از آن، دمای هاتاند را به حدود 100 درجه کاهش دهید. این کار باعث میشود فیلامنت هنوز نرم باشد اما بیش از حد روان نشود و قابلیت چسبیدن به آلودگیهای داخل نازل را داشته باشد.
- در این مرحله، فیلامنت را به آرامی و با استفاده از اکسترودر یا دست به عقب بکشید. این کار باعث میشود رسوبات، ذرات سوخته و باقیماندههای مواد از داخل هاتاند خارج شوند.
- این فرایند اصولا باید چند بار تکرار شود تا فیلامنت خروجی تمیز و بدون آلودگی خارج شود.
- در نهایت، لوله PTFE را دوباره در جای خود نصب کنید و مطمئن شوید مسیر حرکت فیلامنت بدون مشکل است.
چگونه از گرفتگی مجدد نازل پرینتر سه بعدی خود جلوگیری کنیم؟
بعد از رفع گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی، مهمترین موضوع، جلوگیری از بسته شدن دوباره آن در آینده است. بسیاری از مشکلات مثل under extrusion، اکسترود نشدن فیلامنت یا افت کیفیت پرینت، معمولا به دلیل رعایت نکردن چند نکته ساده در نگهداری پرینتر سه بعدی اتفاق میافتند.
اگر بهصورت مداوم از پرینتر سه بعدی استفاده میکنید، رعایت موارد زیر میتواند احتمال گرفتگی هات اند و گرفتگی اکسترودر را تا حد زیادی کاهش دهد.
- از فیلامنت باکیفیت استفاده کنید: فیلامنتهایی که قطر یکنواختی ندارند یا دارای ناخالصی هستند، داخل هاتاند گیر کرده و باعث گرفتگی میشوند. همچنین، فیلامنتهای ارزانقیمت معمولا رطوبت بیشتری به خود جذب میکنند و همین موضوع باعث ایجاد رسوبات در داخل نازل میشود.
- فیلامنت را در شرایط مناسب نگهداری کنید: اگر فیلامنت رطوبت جذب کند، هنگام ذوب شدن آن بخار ایجاد میشود و این بخارات میتوانند ذرات سوخته در داخل نازل به وجود بیاورند. بنابراین، بهتر است فیلامنتها را داخل یک باکس خشک یا کیسههای وکیوم به همراه سیلیکاژل نگهداری کنید تا رطوبت محیط را جذب نکنند.
- دمای پرینت را درست تنظیم کنید: اگر دمای نازل، کمتر از حد استاندارد برای فیلامنت در حال پرینت باشد، فیلامنت بهطور کامل ذوب نمیشود و احتمال گیر کردن آن در داخل هاتاند افزایش پیدا میکند. دمای بیش از حد نیز میتواند باعث سوختن فیلامنت و ایجاد رسوبات کربنی داخل نازل شود.
- نازل را بهصورت دورهای تمیز کنید: حتی اگر مشکلی در پرینت مشاهده نمیکنید، بهتر است نازل پرینتر سه بعدی را بهصورت دورهای تمیز کنید. استفاده منظم از روش Cold Pull یا سوزن تمیزکننده میتواند از تجمع تدریجی آلودگیها جلوگیری کند.
- هنگام تعویض فیلامنت، هاتاند را به طور کامل پاکسازی کنید: یکی از اشتباهات رایج کاربران، تعویض مستقیم فیلامنت بدون تخلیه کامل متریال قبلی است. این موضوع بهخصوص هنگام شیفت کردن بین متریالهایی که دمای پرینت متفاوتی دارند، مشکلزا خواهد بود.
- تنظیمات Retraction را بررسی کنید: تنظیمات اشتباه Retraction میتواند باعث پدیده Heat Creep و در نهایت گرفتگی هات اند شود. اگر مقدار Retract بیش از حد باشد، فیلامنتی که نرم شده است به قسمتهای خنکتر هاتاند برمیگردد و در آنجا سفت میشود. بهتر است تنظیمات Retract را متناسب با نوع اکسترودر و فیلامنت تنظیم کنید تا جریان حرکت فیلامنت روان باقی بماند.
- از نازل مناسب استفاده کنید: اگر از فیلامنتهای ساینده مانند Carbon Fiber یا Glow in the Dark استفاده میکنید، بهتر است بهجای نازل برنجی از نازل استیل یا Hardened Steel استفاده کنید. این نازلها مقاومت بیشتری در برابر سایش دارند و احتمال گرفتگی هم در آنها کمتر است.
جمعبندی
گرفتگی نازل پرینتر سه بعدی یکی از مشکلات متداول این فناوری به شمار میآید، بهگونهای که اگر بتوانید علت آن را بهدرستی تشخیص دهید، برطرف کردن آن کار چندان سختی نخواهد بود. با این حال، واقعیت این است که بعضی از گرفتگیهای هاتاند فقط یک انسداد ساده نیستند. در بسیاری از پرینترهای سه بعدی حرفهای، مخصوصا زمانی که پرینتها طولانی باشد یا از فیلامنتهای صنعتی و تنظیمات پیچیده استفاده شود، مسدود شدن نازل میتواند نشانه وجود مشکلات جدیتری مثل خرابی هاتاند، تنظیمات اشتباه اکسترودر، ایراد در سیستم خنککاری یا فرسودگی قطعات باشد.
اینجاست که تفاوت بین یک تعمیر ساده و یک عیبیابی حرفهای مشخص میشود. خیلی از کاربران بعد از چند بار تمیز کردن نازل، دوباره با مشکل اکسترود نشدن فیلامنت یا under extrusion مواجه میشوند، زیرا ریشه اصلی مشکل هنوز برطرف نشده است.
اگر احساس میکنید پرینتر شما مدام دچار گرفتگی نازل شده و با مشکلاتی از قبیل افت کیفیت پرینت یا اکستروژن ناقص همراه میشود، بهتر است قبل از آنکه آسیب جدی به هاتاند و اکسترودر وارد شود، دستگاه را افراد متخصص سپرده تا بررسی شود.
مجموعه ماداتکنولوژی، با تجربه تخصصی در خدمات پرینت سه بعدی، میتواند به شما در حل مشکل خود کمک کند. همین الان با کارشناسان ما تماس بگیرید.