3D nyomtatás: csata az ABS-szel

akrinitril-butadién-sztirolt, mely egy hőre lágyuló polimer, amelyet a nevében felsorolt három monomer alkot: ABS resin formula Az ABS remek műanyag, 105 ℃ körül van az üvegesedési átmenete, amit mi most nagyon szeretni fogunk. Az üvegesedési átmenet azt jelenti, hogy ezen a ponton az anyag egyfajta amorf kristályszerkezetet vesz fel – nekünk egyszerű embereknek ez az ABS esetében annyit tesz, hogy 100 fokig a műanyagunk nem lágyul meg, ellentétben a másik igen népszerű nyomtató-nyersanyaggal, a PLA-nak rövidített politejsavval, ami képes egy melegebb nyári napon elalélni az autó szélvédője mögött. E tény ismeretében ne nyomtassunk hozzám hasonlóan birka módon GoPro tartókeretet a kocsiba PLA-ból. A PLA üvegesedési átmenete 60 ℃ környékén van, de ez egy másik történet, most inkább kínozzuk magunkat az ABS-szel! A LEGO kockák alapanyagául is szolgáló ABS-t akarunk nyersanyagnak használni. ABS-t találsz a háztartásodban szinte bármilyen műanyagban, amerre csak nézel. A LEGO kocka is, csak úgy, mint a többi nagy sorozatban gyártott műanyag alkatrész egy “injection molding” nevű eljárással készülnek. Az injection molding lényege, hogy a megolvaszott műanyagot óriási nyomással (1300-2000 bar) egy két féldarabból álló öntőformába préselik. Az injection moldinghoz használt szerszám előállítása baromi drága dolog, így prototípust tervezni nem volt túl olcsó mulatság korábban. A 3D nyomtatás pont ezen segített nagyot. Ha kicsit izgat az injection molding, akkor bővebben ez a videó segít megérteni: Szóval nekünk pont jó lenne az ABS – elég erős, jól tűri a hőt, és működnek vele bizonyos 3D printerek, amelyeket ABS printelésre felkészítettek. A felkészítés jelen esetben egyrészt fűthető tárgyasztalt, másrészt opcionális temperált kamrát jelent. Ezekre azért van szükség, mert az ABS meglehetősen nehezen tapad oda bármihez, amit mi általánosságban tárgyasztalnak használunk. A fűtött tárgyasztalunk felülete tükörsima kell, hogy legyen. Az általánosan elterjedt gyakorlat az, hogy vagy egy üveglapot, vagy egy marógéppel precízen vízszintes felületűre mart alumínium lapot használnak erre a célra a népek és nagyjából 100-110 ℃ hőmérsékletűre melegítik elő a tárgyasztalt. Tárgyasztal fűtőelem létezik 12, 24 és 230 V-os kivitelben – ez utóbbit nyilván élni szerető ember nem használ (mivel a tárgyasztalt szoktuk kézzel piszkálni), így marad a két gyengeáramú törpefeszültségű verzió. A fűtőelemek többsége elég nehezen éri el az ABS által szeretett 100-110 ℃ hőfokot, én azonban találtam egy meglehetősen gyorsan fűtő szilikon betétet a QU-BD-nél, ami 1-2 perc alatt felforrósodik. Az ABS még így sem nagyon szeret tapadni, ezért aztán kétféle trükkhöz folyamodik a felhasználók többsége. Az egyik az, hogy közönséges hajlakkal fújják le a nyomtatási felületet egy vékony rétegben, a másik, hogy úgynevezett “ABS juice”-szal törlik át a tárgyasztalt (az ABS juice nem más, mint acetonban oldott ABS). Mindkét eljárás azt a célt szolgálja, hogy a legelső réteg megfelelően tapadjon. Aki az így nyert tapadással nem elégedett, az a heated bed felületére még egy Kapton-nak nevezett poliimid filmet ragaszt és arra keni/fújja a plusz kötőanyagot. Az egész hajlakkos-dzsúzos tárgyasztal előkészítés elég nagy macera, ám kísérletező kedvű felhasználók rengeteg más anyagot is kipróbáltak fűthető platform gyanánt, mígnem ráakadtak a PEI-nek rövidített politherimidre. A PEI nagyjából 170 ℃-ig bírja a hőt és a felmelegített felületére brutálisan jól tapad mind a PLA, mind az ABS. A Reprap nyomtatóknál kvázi standard tárgyasztal méretben, 214×214 mm-ben forgalmaz is ilyen lapot a német reprapsource.com. A nem túl olcsó műanyagot különlegesen jó hőtűrő tulajdonsága miatt a repülőgépgyártásban használják előszeretettel. Megvan a tárgyasztal, továbbá tudjuk, hogy az ABS-t 230 fokon érdemes nyomtatni, nosza nyomtassunk: ABS-crap A fenti fotón látható szemétmennyiség annak az eredménye, hogy elhittem, ennyi tudás elég ahhoz, hogy PLA-ról simán ABS-re váltva nyomtassak. Hát nem. Kezdetben 90 ℃-os tárgyasztallal indultam neki. Az eredmény ordas felpöndörödés (=warping), minimális méretű test esetén is: ABS-warping A gonosz warping picit melegebb tárgyasztallal csökkenthető (bár ahogy említettem, sokan inkább a kaptonnal bevont, ABS juice-os üveglapra esküsznek), illetve ha “bedobozoljuk” a printerünket, azzal szinén emelhetünk a hűlő ABS rétegek hőfokán valamennyit: Ultimaker-chamber Aztán a 230 ℃-os hotend hőmérséklet bizonyult kevésnek. Nyilván nyersanyaga válogatja és az is simán előfordulhat, hogy hazudik a nyomtatófejbe épített termisztor vagy épp nem túl precíz a kalibrációs táblázata, de summa summarum érzésre 250 ℃-t szeretett az ugyanabból a forrásból származó piros és fekete nyersanyag is. Jön a többi probléma, szép sorjában. ABS-szel nem nyomtatunk kapkodva – az én printerem kifejezetten utálta, ha 50 mm/s sebesség fölé kívántam menni és az alábbi típusú outputtal figyelmeztetett erre: ABS-flow-problem Ha a sebesség is rendben lenne, akkor ideje lenne némi hűtésről gondoskodni, hiába látod a legtöbb ABS-t nyomtató printeren azt, hogy hiányzik róla a hűtőventillátor. Ha nem teszed, akkor ronda élek figyelmeztetnek: ABS-without-cooling1 ABS-without-cooling2 ABS-without-cooling3 Majd jön a “pillowing”-nak keresztelt típushiba: ABS-pillowing A ventillátorokkal azonban vigyázni kell, mivel ha rosszul pozícionálod őket, kihűtik a nyomtatófejet. Korábban próbálkoztam mindenféle légterelő megoldással, de végül a két darab, 45 fokban a tárgyasztalra fújó ventillátornál kötöttem ki úgy, hogy közben autóipari szilikonból gyártottam egy megfelelő hőszigetelést biztosító “gigabugyit” a kicsit ormótlan Ultimaker hotendnek: Ultimaker-head-insulation-with-fans Nagyjából ennyi. Mindez kb. ennyi print volt, mire minden turpisság kiderült: ABS-failed-prints Summa summarum, ami nálam ABS esetében bevált:

  • PEI print bed, 100 ℃-ra melegítve
  • 250 ℃-os hotend
  • max. 50 mm/s nyomtatási sebesség
  • nyomtatott tárgy hűtése két oldalról egyszerre, hogy ne legyen egy porcikája sem szélárnyékban a nyomtatófej miatt
  • a hűtőventillátorok 100% helyett 40-50%-on üzemeltetése
  • zárt akril kamra, ha nagyobb testet nyomtatok
]]>

18 thoughts on “3D nyomtatás: csata az ABS-szel

  1. Ger

    A warpingra nem lenne megoldás, hogy eleve feláldozhatóra tervezed a tárgy alját? Lenyomtatod, pöndörödik, de azt meg utána levágod, mint a maketteknél az öntőkeretet? Amúgy gratula, ügyes és türelmes vagy.

    Reply
  2. eFi Post author

    Köszi 🙂 Igaziból még nem vagyok annyira ügyes, amennyire kéne – tegnap éjjel is készült egy ilyen konzol a fent említett beállításokkal, 35% belső kitöltöttséggel és sajna még mindig törékeny lett. A törékenységért a hűtés a bűnös, ám ha azt elhagyom, jön a “pillowing”, szóval nem egyszerű. Sokat kell küzdeni, mire az optimális hot end hőmérséklet / nyomtatási sebesség / hűtőventillátor fordulatszám combo beáll ideálisra.
    A warpingnál valóban így csinálják a nagyok: általában a sarokpontokra tesznek egy 0.1-0.2 mm magas kört, ami segít helyén tartani a testet. Ettől egyszerűbb, ám kevésbé kontrollált megoldás a “brim” (=karima), amit a slicer szoftverek egy része, pl. a Cura alkalmaz. Ez annyit tesz, hogy ilyen egy réteg vastag tapasztó szélt húz a slicer ~20 csíknyi szélességben a nyomtatandó első réteg körvonala mellé minden irányban. A brim-et sokan nem szeretik, mivel print után gondosan kell eltávolítani ahhoz, hogy ne maradjon nyoma.

    Reply
  3. Freddy

    Biztos vagyok benne, hogy kis feszültségű (ezzel arányosan viszont nagyobb áramú) kifejezést akartad használni.

    Reply
    1. eFi Post author

      Freddy: jogos, a feszültség a törpe, áramerősség van bőven, különben az életben nem fűtene fel a heated bed. Köszi.

      Reply
  4. divany

    Hát efi, nem volt 3d nyomtatóm, nem is tervezek venni, nem is különösebben érdekel a téma, de elég gyakran rácsekkolok a blogodra, hátha van új poszt a témában. A lelkesedésed, alaposságod és kitartásod példamutató, az írásaid pedig szerintem iszonyú érdekesek!
    keep it going!

    Reply
  5. Freddy

    Van még egy előnye az ABS-nek, hogy általában olcsóbb a nyersanyag. Amúgy, mi a helyzet az állítólag kieregetett nem túl kellemes gázokkal? Egy viszont biztos, hogy bár kacérkodtam a gondolattal, hogy kipróbálom az ABS-t csak úgy tapasztalat szerzés céljából, de már nem érzek vágyat ebben az irányban.

    Reply
  6. eFi Post author

    Én ugyanannyiért veszem a PLA-t és az ABS-t is. Míg a PLA-nak kicsit karamellás illata van, addig az ABS büdös, ez kétségtelen, de nem annyira, mint amennyire ijesztgetnek vele (itt printel mellettem reggel 7 óta a gépezet és nem nagyon érzem). ABS-t azért érdemes kipróbálni, mert a tapadást leszámítva sokkal kevesebb vele a macera: retraction stringing szinte egyáltalán nem létezik és soha az életben nem sül bele a hotendbe, plusz a rosszul tervezett PEEK-es hotendek (Ultimakeré tipikusan ez) 60 ℃-ra melegedő teteje nem csinál belőle dugót, mint ahogy a PLA-ból simán.

    Reply
  7. PI

    Köszi a sok hasznos infót! Becsülendő, hogy megjelölöd a rossz mellékutakat/zsákutcákat, hátha a követőidnek könnyebb dolga lesz.
    Remélem, nekem is! 🙂

    Reply
  8. eFi Post author

    Nem. Ez a csokornyakkendő igazi kínzókamra egy FDM printernek: bárhogy fordítod, nagyon minimális felületen érintkezik a tárgyasztallal, ráadásul rengeteg lyuk van benne, ami folyamatos retractiont (=a nyomtatófejet anyagáramlás nélkül kell mozgatni két pont között, ezért ilyenkor a nyersanyagot a feeder mechanika visszahúzza) igényel. Amit a mintafotókon látsz, azt nagy eséllyel egy lézerszinter csinálta, ami már közel nem hobbi (>25000 EUR) kategória.

    Reply
    1. eFi Post author

      Gergo: igaziból nem kellene ennyibe kerülnie 🙂 Lassan lejár minden lézerszinter szabadalom és nekiállnak özönleni a dzsunkán gyártott szinterek, aztán ennek is lemegy az ára.

      Reply
  9. Zak

    Csak most jutottam erre az oldalra, de az injection molding az a “fröccsöntés”.

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published.