Печать ABS пластиком

Печать пластиком ABS на холодном столе

Информация о наличии у меня 3D принтера потихоньку распространяется среди моих друзей и знакомых… Всякий зашедший в гости требует доступ к девайсу и демонстрацию печати, надолго зависая над завораживающим процессом. Но вот один из зашедших поставил реальную задачу: напечатать некое удерживающее устройство, размещаемое в химическом растворе. Раствор не должен растворять пластик, но при проверке выяснилось, что не растворяется только ABS, а PLA не то, чтобы растворяется, но «плывет», теряя геометрию.
Как известно, пластик типа ABS имеет свойство существенно больше, чем PLA, расширяться при нагревании, и сужаться при охлаждении. Основным следствием этого является практически неизбежный отрыв детали или ее частей от стола в процессе печати и связанное с этим непоправимое искажение размеров. Подогреваемого стола у меня нет, а устройство необходимо срочно, поэтому я себе, соответственно, поставил задачу научиться печатать ABS-ом на холодном столе. Поэкспериментировав с синим скотчем, канцелярским клеем, лаком для волос (темное пиво не пробовал, но в сети есть прецеденты) и другими материалами, я нашел приемлемый для моих задач и принтера способ.

Стекло стола покрывается слоем клея ПВА, который растирается до получения равномерного тонкого слоя. Не застывший клей ПВА, как известно, белый и непрозрачный, а застывший – прозрачный. По наступлению прозрачности клея и определяется готовность поверхности к печати. Но долго ждать тоже не стоит, при начале печати клей должен быть свежезастывшим. Очень важным моментом при начале печати является правильность калибровки стола (автолевелинг). Я применяю калибровку по 9 точкам, это занимает чуть больше пары минут, но вполне оправдывается хорошим результатом калибровки. Первый слой должен быть максимально возможно тонким, экструдер должен буквально «вмазывать» пластик в пленку клея. Только в этом случае обеспечивается хорошая адгезия ABS к столу. При этом я использую в настройках слайсера Cura адгезию типа «край» не менее 5 мм (лучше больше, если есть возможность по габаритам детали). Первый слой можно печатать на пониженной скорости с повышенной подачей пластика. Я включаю в Repetier Host 80% скорости печати и 120-130% подачи. Обдув при этом выключен. После печати первого слоя я включаю небольшой обдув (30%), и ставлю скорость и подачу на 100%.
После завершения печати надо дождаться, когда деталь полностью остынет, и очень аккуратно отделить ее (вместе с «юбкой») от стола тонким шпателем, поскольку деталь прилипает к столу весьма прочно, и есть опасность оторвать один или несколько нижних слоев.
Очень помогает в принтере MC2 возможность легко снимать стол и ставить его обратно. Если наносить клей можно и на установленный стол (хотя удобнее снять), то отмывать его от ПВА лучше под струей горячей воды. Те места, которые не контактировали с печатаемой деталью, отмываются просто пальцем, а те, где деталь прилипала, только шпателем. Это говорит о том, что клей в этих местах фактически присыхает к стеклу под воздействием температуры.
Врать не буду, у меня не всегда получается напечатать любую деталь из ABS с первого раза, но приобретя некоторый опыт, можно добиться хороших результатов. Например, я так и не смог напечатать диск диаметром около 100 мм и толщиной 10 мм со 100%-ым заполнением – он всегда отрывался. При 30%-ом заполнении такой диск был напечатан.
Похоже, что надо разрабатывать модели с разрезами и вырезами, если это возможно, чтобы максимально уменьшать напряжения, вызываемые усадкой пластика при охлаждении.
Следующие фотографии иллюстрируют этапы нанесения клея на стол, процесс печати и ее результаты:
Свеженанесенный клей ПВА:

Клей почти высох, можно печатать:

Печатаем болты M8:

Только что закончилась печать:

Видно, как немного отходит «юбка» края возле головок болтов, но держится:

Резьба и без всякой постобработки получились достаточно хорошей, а после обработки резьбы одним проходом плашки M8 просто руками – резьба очень хорошая:

Уже напечатанные части устройства (тоже из ABS пластика), для которого допечатывались болтики:


Поверхности деталей из ABS, которые прилегали к холодному столу при печати. В качестве бонуса, раз уж пластик ABS заправлен в принтер, напечатал несколько крючков на раму рабочего стенда для подвески всяких проводов и инструментов:

Крючки в работе:


Мораль: не бойтесь экспериментировать с печатью пластиком ABS на холодном столе, при некотором упорстве и навыке у вас это получиться.
А домашний 3D-принтер – устройство полезное, что бы не говорили злопыхатели!
Предыдущая статья: 3D-принтер как домашний инструмент

>3D принтеры для печати из ABS-пластика

3D принтеры для печати из ABS-пластика

ABS-пластик (АБС, акрилонитрилбутадиенстирол) — ударопрочный термопластик, который широко используется в промышленном и аддитивном производстве. ABS-пластик один из наиболее популярных материалов для 3D-печати на домашних 3D принтерах. Благодаря набору таких качественных свойств, как: допустимая температура нагревания до 110 °С, влагостойкость, высокая прочность и эластичность, а также практически неограниченная цветовая гамма – 3D печать из ABS пластика активно применяется в машиностроении, в сувенирной промышленности, а также используется для производства банковских карт, мебельной фурнитуры, игрушек, декоративных элементов и различных бытовых предметов. Напечатанные на 3Д принтере изделия из АБС-пластика имеют чуть шероховатую поверхность, которую, однако, можно сгладить с помощью полировки и постобработки.

Для 3D-печати из АБС-пластика используется технология FDM (Fused Deposition Modeling, — послойное наплавление расплавленной полимерной нити). В качестве исходного материала используется пластиковая нить, которая нагревается и слоями выдавливается из экструдера на рабочую поверхность принтера, формируя трехмерную модель.

Для 3Д печати из АБС-пластика на бытовом 3D принтере мы используем 3D-принтер Picaso 3D Designer, который позволяет печатать пластиковые детали размерами до 200х200х210 мм с толщиной слоя от 50 микрон. Основной недостаток печати из АБС-пластика на домашних 3D принтерах – необходимость построения структур поддержки, которые не очень просто удаляются вручную, особенно проблематично избавиться от структур поддержки в узких и труднодоступных элементах модели.

Однако мы используем и профессиональные 3Д-принтеры для 3Д-печати из ABS-пластика разных видов по FDM-технологии, которые позволяют печатать более точные и качественные пластмассовые детали, а также имеют простые способы удаления структур поддержки.

Например, для 3D-печати термопластиком ABSplus-P430 мы используем профессиональный 3D-принтер Stratasys Dimension 1200ES, который имеет габариты рабочей камеры 254х254х305 мм, а также оснащен системой автоматического удаления структур поддержки за счет циркуляции раствора с моющим средством SCA-1200. Автоматическое удаление материала поддержки позволяет печатать качественные пластиковые объекты с достаточно хорошей детализацией.

Для 3Д печати из еще десяти видов конструкционных термопластиков мы используем профессиональный 3D принтер Stratasys Fortus 400mc, которые позволяет печатать трехмерные модели с размерами 355x254x254 мм и толщиной слоя от 0,127 мм.

Технические данные 3D-принтеров для 3D-печати ABS-пластиком FDM-методом:

Picaso 3D Designer

• Размеры рабочей камеры: 200х200х210мм
• Скорость 3D-печати: 30 см3/час
• Толщина слоя: от 0.05мм
• Структура поддержек: ABS-пластик, удаляется вручную
• Принимаемый формат файлов: STL;
• Наименование используемого для 3D-печати материала: ABS-пластик

Stratasys Dimension 1200es

• Размеры рабочей камеры: 254х254х305мм
• Скорость 3D-печати: 15 см3/час
• Толщина слоя: от 0.254 мм до 0.33мм
• Структура поддержек: растворимый пластик, технология SST, удаляется в отдельной камере
• Принимаемый формат файлов: STL;
• Наименование используемого для 3D-печати материала: ABSplus-P430

Stratasys Fortus 400mc

• Размеры рабочей камеры: 355x254x254мм
• Скорость 3D-печати: зависит от материала
• Толщина слоя (в зависимости от материала): от 0.127 до 0.33мм
• Структура поддержек: растворимый термопластик SR-30
• Принимаемый формат файлов: STL;
• Наименование используемого для 3D-печати материала:
ABS-ESD7, ABSi, ABS-M30, ABS-M30i, FDM Nylon 12, PC-пластик, PC-ABS, PC-ISO, PPSF, ULTEM 9085

Узнайте больше о материалах, которые мы используем для домашних и промышленных 3D-принтеров. Если у вас остались вопросы по 3D-печати, свяжитесь с нами, мы поможем вам выбрать оптимальный материал и технологию для решения ваших задач.

Сообщества ›
3D Печать (сканирование и моделирование) ›
Блог ›
Тест ABS пластика

Ранее я писал о том, что с течением времени на больших печатных деталях ABS расслаивается и деформируется. Но как оказалось рано сбрасывать ABS в помойку… Думаю для всех «печатников» написанное ниже будет полезно!
Но начну с начала… поскольку я в основном печатаю детали для авто, то для меня в приоритете, что бы пластик был температуростойким и прочным. После того как я увидел, что с ABS пластиком происходит со временем я начал подбирать ему замену.
И конечно первым на очереди стал пластик ASA. Поиски по Москве показали, что стоимость его дороговата: 0,5 кг BestFilament стоит 1200р. Но тут я наткнулся на неизвестного мне производителя SEM — 1 кг. катушка ASA у них стоит 1700р. Решил взять. Неожиданностью для меня стало, что его производят у меня под боком в Королеве! Позвонил, заказал, подъехал забрать. И разговорился то-ли с продавцом, то-ли с технологом Сергеем. Он мне можно сказать раскрыл некоторые тайны:
— во первых, он сказал, что ASA имеет те же проблемы при печати, что и ABS, поэтому от ASA ждать чуда не стоит!
— во вторых, он сказал, что для печати технических деталей нужно использовать только ABS натуральный! Он без примесей красителей и имеет наилучшую адгезии при печати! А я ранее всегда печатал черным ABS!
И рекомендовал взять у них модифицированный ABS M1 c какими-то добавками, которые уменьшают усадку, улучшают адгезию и т.п. Я взял 2 катушки на тест: ABS M1 и ABS натуральный.
Как раз мне надо было печатать проект решетки

Решил распечатать одну половину решетки ABS натуральным, а другую ABS M1. Параметры печати: Сопло 0.4. заполнение 100%, высота слоя 0,2 мм, подача 102%. Деталь: высота 480 мм, толщина стенки детали 3 мм.

И вот результат:
1. Адгезия к столу у обоих отличная, нигде ничего не загнуло. Разве, что у обычного ABS наблюдался небольшой «отлип».

Полный размерABS M1

Полный размерABS натуральный

2. Межслойная адгезия:
ABS M1 действительно показал себя очень хорошо, ни одного расслоения!

А вот у ABS натурального все таки были небольшие расслоения.

В целом оба пластика неплохи и оба вонючи)))
Но для себя решил, что остановлюсь пока на ABS M1.
А вот итоговый результат печати решетки:

Ах да. чуть не забыл про сам пластик. Как оказалось там 1кг. вместе с катушкой, поэтому вес нетто где 800 гр.+/-. Заказывал

Основные правила печати АБС пластиком (Часть 1)

АБС пластик самый популярный материал для 3D печати, так как обладает следующими очевидными преимуществами:

ДОСТУПЕН — благодаря относительно низкой стоимости.

РАСТВОРИМ — в ацетоне и этилацетате. Применяются для сглаживания эффекта «ступенек» при печати, растрескивании и результатов механической пост-обработки.Этилацетат при той же эффективности, более безопасен в использовании. Имеет умеренный фруктовый запах и, даже после длительного использования в закрытом помещении, безопасен.

ЛЕГКО ОКРАШИВАЕТСЯ — как безопасными акриловыми красками, так и бюджетными нитро-эмалями в баллончиках.

ПОДДАЕТСЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОСТОБРАБОТКЕ – резке, шлифованию, окраске.

ПЛАВИТСЯ В БОЛЬШОМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР

………………………………………………..
Но при всех очевидных достоинствах 3D печать с использованием АБС пластика для многих начинающих пользователей взывает сложности, связанные с низкой адгезией к холодной поверхности и расслоением из-за температурных перепадов.

В этой статье мы постараемся рассказать о том, как повысить качество печати, используя АБС пластик.

Этапы подготовки к успешной 3D печати и сама печать:

1. Модернизация и техобслуживание 3D принтера.

2. Подготовка платформы 3D принтера.

3. Подготовка G-кода или слайсинг с нужными параметрами печати.

4. Контроль и управление печатью.

Этап №1 Модернизация и техобслуживание​ 3D принтера:

1.1. Платформа.

Я рекомендую один раз модернизировать платформу вашего принтера и навсегда забыть про клеи, скотчи и прочие недешевые расходные материалы, улучшающие адгезию АБС пластика с платформой.

а) Платформа должна быть нагреваемой или из толстого оргстекла (акрила).АБС пластик хорошо прилипает к холодному акрилу, покрытому легким раствором АБС пластика и этилацетата (дальше «раствор АБС»). Концентрацию раствора подбирайте опытным путем, исходя из матовости вашей поверхности. Но недостатком акрила (в отличии от обычного стекла) является то, что он имеет меньшую жесткость и может деформироваться в следствии нагрева от наплавляемого АБС пластика. Поэтому толщину акрила нужно брать не меньше 6-7 мм (оптимально 10 мм), либо крепить акрил к жесткой раме, чтобы исключить деформацию. Обратите внимание на то, что если переборщить с раствором АБС то модель трудно снять с акриловой платформы.

б) Платформа из обычного стекла должна быть обязательно нагреваемой и матовой. Матовое стекло продается в любой стекольной лавке. Размер стеклянной накладки (по длине и ширине) желательно подбирать таким, чтобы она была не больше 5 -10 мм нагреваемой платформы. Таким образом стекло можно будет прижать к накладке канцелярскими прищепками.

Для небольшой площади платформы (типа MakerBot Replicator) можно использовать не каленое стекло 4-5 мм. Мы, например, обычное стекло 260х150х4 мм используем много месяцев без проблем. Если у вас есть возможность, используйте каленое матовое стекло. В случае падения, оно безопасно рассыпается и не так боится перепадов температуры. Но это не обязательное требование.

1.2. Контакты, термопара 3D принтера.

Для качественной печати любым пластиком, в т.ч. и АБС, принтер должен удерживать на экструдере заданную температуру в коридоре максимум 4-5°С. Большие перепады температуры приводят к неравномерности усадки слоев и, соответственно, к разной их жесткости.

Причинами больших колебаний температуры могут быть:

а) плохие контакты экструдера и платформы. Как ни странно, но при пропадании контакта на платформе часто контролер может неправильно удерживать температуру на экструдере.

При выявлении скачков\провалов температуры проверьте все контакты, подожмите их и смажьте (слегка) машинным маслом (лучше смазкой для контактов).

б) термопара плохо прилегает к нагревательному блоку или расположена на противоположной стороне нагревательного блока от самого нагревателя. Это приводит к паузам в реакции термопары на нагреватель. Если термопара не изолирована от потоков воздуха вокруг экструдера, она тоже будет измерять температуру с большой погрешностью. Для этого перенесите термопару максимально близко к нагревателю и примотайте ее лентой ФУМ ​к нагревательному блоку. Так как лента ФУМ это фторопласт (тефлон), она обладает всеми необходимыми, в нашем случае, достоинствами — высокая термостойкость и низкая теплопроводность. Эта процедура также уменьшит теплопотери нагревательного блока и позволит сэкономить на электроэнергии.

1.3. Обдув и камера.

По моему мнению, необходимость обдува возникает тогда, когда время печати каждого слоя меньше 20-30 сек. Я рекомендую использовать вертикальный сферический (вокруг сопла) обдув (рис. выше), а не фронтальный. При таком обдуве слои охлаждаются более равномерно, и деталь не перекашивает из-за неравномерной усадки по сторонам модели. Вентилятор должен иметь плавную регулировку оборотов, чтобы не только устранить оплавление, но и не допустить переохлаждения нижнего слоя, ухудшив, таким образом, склеиваемость слоев.

Однако обдув НЕ является необходимым атрибутом качественной печати. В основном необходимость обдува возникает тогда, когда необходимо значительно повысить скорость печати, т.е. время печати периметра меньше 20-30 сек., в остальных случаях можно подобрать температуру сопла и скорость печати таким образом, чтобы стенки изделия были ровными без растекания пластика.

Камера имеет ряд неоспоримых достоинств при печати АБС пластиком, она позволяет остывать изделию более равномерно, что уменьшает риск деформации модели. Поэтому, если есть возможность ее организовать в комплексе с остальными перечисленными в этой статье мероприятиями, делайте — хуже не будет. Но не забывайте о повышенном нагреве шаговых двигателей и другой электроники внутри камеры.

Этап №2: Подготовка G-кода или слайсинг с нужными параметрами печати.

Прежде чем создать окончательный G-код нашей модели, мы должны правильно откалибровать платформу. А именно: скорость экструзии, высоту первого слоя и определить оптимальную температуру плавления нашего АБС пластика.

Начнем по порядку:

2.1. Регулируем скорость подачи материала:

Калибруем поверхность относительно сопла с небольшим зазором (толщина листа офисной бумаги). Смазываем поверхность платформы раствором АБС. Раствор лучше растирать тонкой бумагой, а не тканевыми и тем более ватными тампонами, чтобы ворс не оставался на платформе. Если платформа без нагрева (акрил и т.п.), даем пару минут высохнуть. Если с нагревом, то можно не ждать. Создаем G-код калибровочного кубика с 100% заполнением. Печатаем на скорости до 30 мм\с. Регулируем подачу материала пока заливка и периметр выше 4-5 слоя не станут идеально красивыми. Слои ниже этого значения не показатель так как могут искажаться из-за неправильной высоты первого слоя.

2.2. Регулируем высоту первого слоя:

Создаем G-код тестовой модели без заливки, с одним только периметром (можно с большим количеством горизонтальных слоев периметра). С максимальной скоростью первого слоя -10-15 мм\с. Обязательно с параметром «Brim», с максимальным количеством колец (10-15) вокруг модели, с температурой 250°С . Запускаем печать. Как только сопло опустится к платформе, следим за тем, как он наносит пластик на поверхности. Высота первого слоя должна быть такой, чтобы слои как бы размазывались по платформе, чтобы ряды колец Brim, а потом и периметра, ложились впритык друг к другу, но не наслаивались друг на друга. Если ряды наслаиваются (размазывание становится неравномерным, волнами) значит нужно увеличить высоту первого слоя или сделать больше расстояние между рядами, если между рядами пропуски уменьшить ее. Это можно сделать программно в слайсере, параметры — «Высота первого слоя» и «ширина первого слоя». Повторяйте эту процедуру пока не определите оптимальную высоту первого слоя.

2.3. Находим оптимальную температуру первого слоя.

Если пластик ложится ровно, как описано в предыдущем п. но отстает от платформы (отслаивается), значит нужно повышать температуру, в первую очередь платформы и\или уменьшать скорость. Увеличивайте температуру экструдера до тех пор, пока пластик не начнет окислятся (появится легкий дымок и\или запах и\или пластик начнет кипеть — изредка начнут появляться пузырьки). Это будет предельная температура для этого пластика. Температура на 5-10 °С ниже — будет ваша «рабочая температура» для этого пластика для этой скорости и слоя. Температура платформы для первого слоя чем выше тем лучше, но если вы нашли минимальную температуру на которой пластик хорошо прилипает к платформе смысла повышать ее тоже нет.

Пластик должен ложится на платформу примерно так:

2.4. Находим оптимальную температуру второго и выше слоев.

Оптимальную температуру экструдера можно определить по растеканию слоев пластика во время печати, понижайте температуру (от «рабочей температуры») с минимальным шагом ровно до того момента пока стенки изделия не станут с идеальной поверхностью.

​​

На других скоростях и высоте слоя скорее всего температуру нужно будет менять. По принципу: чем выше скорость подачи пластика, тем больше температура экструдера. Чем быстрее пластик проходит через экструдер, тем меньше времени он находится в зоне плавления, тем больше нужно устанавливать температуру экструдера, чтобы он успел расплавиться до нужной консистенции на выходе из сопла. Таким образом, нужно определить температуру оптимального плавления для других наборов скоростей и высоты слоев. Для большой скорости печати и высоты слоя возможно придется использовать температуру на максимум возможностей вашего 3D принтера — вплоть до 280 градусов. Но пусть вас это не пугает — если пластик не окисляется значит все нормально.

Как я уже писал ранее, перепады температуры и скорости плохо влияют на качество печати АБС пластиком. Поэтому, я бы не рекомендовал резко повышать/понижать скорость и температуру в процессе печати АБС пластиком. Лучше найти оптимальные значения для каждого пластика заранее, на маленьких детальках, а потом отправлять на печать большие модели.

Основные правила печати АБС пластиком:

1. Температура сопла подбирается индивидуально для определенной скорости и слоя. Как правило она ниже на несколько градусов той при которой еще происходят оплавления нижних слоев.

2. Температура нагреваемой платформы для нашего пластика: первый слой — 115-120°С, остальные 100-105°С.

3. Скорость первого слоя 10-15 мм\с. Чем меньше тем лучше, но смотрите по ситуации если пластик хорошо пристает к платформе можно немного повысить скорость.

4. Чтобы избежать расслоения модели:

а) делайте количество горизонтальных слоев периметра 3 и больше.

б) используйте обдув только в случае печати небольших изделий с малой площадью слоя (менее 15-30 сек.\слой) , в остальных случаях оптимальнее снизить скорость печати но позволить остывать изделию равномерно

в) защитите платформу 3D принтера от сквозняков или организуйте для него камеру.

5. Не допускается обдув для 1 слоя и не рекомендуется для 2.

6. Стеклянная платформа должна быть матовой и покрытой раствором АБС.

7. Обдув должен быть сверху, а не с боку модели. Желательно кольцевой вокруг сопла.

8. Интенсивность обдува зависит от скорости печати всего слоя. А именно от того успевает ли остыть нижний слой, перед началом печати следующего, пройдя температуру стеклования не больше чем на 5-10°С. При большей разнице температур склеиваемость слоев будет хуже.

9.Печать желательно с параметром Brim, чем шире, тем лучше. Благодаря этим кольцам изделие прочно удерживается на платформе и не отслаивается на углах.