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Fehler beim 3 D Druck / Lösungen

Filamentzufuhr Unterbrochen

Viele Hersteller werben heute für ihre Drucker mit “Filament Sensor” oder ähnlichem. Ich besitze unter anderem Drucker mit diesem System.

Schön zu haben, keine Frage. Das Filament läuft hierbei durch einen Unterbrechungskontakt. Wenn die Filamentrolle aufgebraucht ist, schaltet der Drucker automatisch ab. Er geht in einen Pause-Modus und fängt tatsächlich genau dort wieder an, wo er vorher den Druck abgebrochen hat.

Respekt. Wirklich eine Super Lösung. Aber lassen Sie sich nicht täuschen. Es ist nur ein erster Schritt in die richtige Richtung. Mit diesem System kann Bauartbedingt nur kontrolliert werden, ob Filament von der Rolle zum Extruder gelangt.

Problem: Es gibt hierbei keine Kontrolle, ob auch wirklich Filament aus der Düse austritt. Falls die Düse oder der Weg dorthin verstopft sind, nimmt die Maschine das nicht wahr.

Reisst der Filamentschlauch ab, wird der Drucker trotzdem sein Programm weiter durchlaufen, bis er eigentlich fertig sein sollte.

Extruderschlauch geplatzt

Wenn der Extruderschlauch abreißen sollte, nutzt der Endabschalter gar nichts. Leider nicht auf dem Bild: unter dem Drucker lagen noch ca. 50 laufende Meter Filament :-((

Filament Sensor

Filament Sensor Nahaufnahme. Das untere Schwarze Gehäuse, mit der blauen LED ist der Sensor. Solange hier noch Material ist, ist für das Mainboard alles in Ordnung.

Filamentschlauch abgerissen / Problemlösung

Meines Erachtens gibt es bei einem abgerissenen Extruderschlauch nur eine saubere Lösung. Die Schraubkupplung und gegebenenfalls auch den Extruderschlauch, komplett tauschen.

Der einmal von selber abgerissene Schlauch wird immer wieder Ärger machen. Bei großen Drucken ärgert man sich nur schwarz, und am Ende tauscht man doch alles aus.

Bauteil löst sich vom Druckbett

Ziemlich am Anfang des 3 D Druckes löst sich Ihr Bauteil, entweder stellenweise oder ganz vom Druckbett ab. Dieser Fehler ist wohl der am häufigsten auftretende, bekannteste Druckfehler.

Meistens lösen sich zunächst die Ecken, doch mit jeder weiteren Druckschicht wird es schlimmer. Dieser Effekt, auch warping genannt, hat eine Hauptursache: den Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Druckschichten.

Die untersten Schichten, direkt über dem Druckbett, sind warm und bleiben es auch bis zum Druckende. Oben tragen wir mit über 200 Grad Celsius neue Schichten Flüssigen Kunststoff auf. Dieser zieht sich beim abkühlen, also quasi sofort, sehr stark zusammen.

Nach einigen Schichten mehr haben wir den Effekt, das das Material oben kürzer werden will, unten jedoch noch nicht. Die Kräfte addieren sich mit jeder Schicht, und bald ist genug Spannung aufgebaut, um den zu druckenden Volumenkörper langsam, aber stetig weiter von der Platte abzuhebeln.

 

warping Beispiel

Hier schon deutlich zu erkennen. Die Ecken rechts und links heben sich an. An der Stelle breche ich direkt ab. Der Druck ist gescheitert.

Warping kills print

Warping Problem Lösung

Im Netz sind viele der Ansicht, das Druckbett muss noch heißer werden, weil dadurch angeblich der Kunststoff weich bleibt, und keine Kräfte aufbauen kann. Von “Glasübergangstemperatur” ist bei der Gelegenheit oft die Rede.

Dem kann ich leider überhaupt nicht zustimmen. Um es kurz zu sagen: Bei meinen Versuchen war dieser Lösungsansatz ein Desaster!!

Meine Lösung, die zumindest auf meinen Druckern hervorragend funktioniert, eliminiert warping vollständig. Es ist aber auch keine ultimative “Neuerfindung des Rades” , sondern eher die Summe vieler Teile.

1.Wenn Warping doch durch Temperaturunterschiede begünstigt wird, warum dann also noch die Temperatur erhöhen??? Wenn ich große Flächen drucke, die ja nun einmal anfälliger für warping sind als kleine, setzte ich die Druckbett Temperatur deutlich herab. 45 Grad Celsius sind in den meisten Fällen schon genug.

2. Das Druckbett so kalibrieren, das die erste Schicht vom Extruder überall gleichmäßig und sehr fest auf die Druckplatte gepresst wird. Die erste Lage sollte wie eine gleichmässige, milchige Haut aussehen. Notfalls wirklich die Z-Achse noch etwas näher an die Düse fahren.

Erste Lage drucken

Wenn die erste Lage bei mir so aussieht, passiert in der Folge normalerweise nichts mehr.

3. Beim slicen großflächiger Objekte auf jeden Fall einen Rand von 5-10mm mit slicen. Dieser Rand hat den Zweck, dem Druckstück noch zusätzliche Haftung zu geben, und das funktioniert auch sehr gut.

4. Beim drucken des Randes ggf. noch mal nachleveln, wenn die ersten Streifen nicht milchig genug sind. (Zur Düse hin natürlich nur)

5. Ich benutze im absoluten Extremfall, wenn wirklich große Warping Kräfte zu erwarten sind, einen selbsgemischten Haftgrund. Anfangs habe ich Klebestift genutzt. Der funktioniert super. Deutlich besser als Haarspray etc. Allerdings sieht die, dem Druckbett zugewandte Oberfläche, dann sehr unschön aus. Wenn das die später sichtbare Seite sein soll, nicht die beste Lösung.

6. Zugluft auf jeden Fall vermeiden. Ich habe meinen Drucker teilweise gekapselt, das hat ebenfalls sehr geholfen.

7. Nicht einfach drauf los drucken.Bei einem 12-Sunden Druck oder noch größer, kann man sich ruhig mal etwas Zeit für die Vorbereitung nehmen. 10 Minuten vor Druckbeginn das Bett schon mal auf über 50 Grad erwärmen. Bis die Temperatur sich gleichmäßig verteilt hat, dauert es einen Moment. Der Unterschied ist Anfangs so groß, das man ihn mit der aufgelegten Hand deutlich spüren kann. Das bringt zusätzlich Spannungen ins Material. Kurz vor dem eigentlichen Druckvorgang auf 45-50 Grad absenken, dann kann es los gehen.

8. Gegen viele Meinungen habe ich die Erfahrung gemacht, das eine hohe Druckgeschwindigkeit warping nicht beeinflusst. Weder positiv noch negativ.

Großfächiger Druck ohne Warping
Großfächiger Druck ohne Warping Teil 2

So sehen große Objekte aus, wenn man alles oben aufgeführte haargenau beachtet. Alle 4 Ecken, so wie der komplette Rest des Korpus, liegen immer noch stramm auf dem Druckbett.

Düse am 3 D Drucker verstopft

Wenn am Drucker die Düse verstopft, kann das mehrere Ursachen haben. Zum einen der Klassiker: Es Ist tatsächlich die Düse. Die Problemlösung, man mag es kaum glauben, Düse reinigen oder tauschen. (Ich bin ein Genie) :-)

Wenn es denn immer so einfach wäre. Wenn jetzt alles sauber und gleichmäßig durchläuft, war es tatsächlich die Düse. Wer bereits seit längerem druckt, ist auf jeden Fall schon auf dieses Phänomen gestoßen. Düse neu, der Druck läuft sauber an, dann kommt weniger Material und schlagartig besteht gar keine Extrusion mehr.

Das kann mehrere Ursachen haben, oft auch wieder die Summe der Teilchen.

1. Die Drucktemperatur (Nozzle) ist zu hoch für den Durchfluss. Der Zufuhrschlauch und das darin befindliche Material heizen sich langsam auf. Irgendwann ist das Material vor der Düse zu heiß. Es bildet sich ein Pfropf. (Siehe Foto)

Pfropf am Druckkopf

Wenn das passiert, ist der Druck in der Regel nicht mehr zu retten.

Lösung Extruder verstopft

Zusammenfassend habe ich mit folgenden Lösungen das Problem beseitigt:

1. Düse wechseln

2. Drucktemperatur leicht absenken

3. Neu slicen, dabei das zurückziehen unterdrücken oder zumindest stark reduzieren.

4. Falls das in der 1. Lage passiert, kann es durchaus sein, das die Bauplatte zu dicht an der Düse  ist. In dem Fall kann rein mechanisch schon nicht genug Extrusion stattfinden. Der Extruder wird zwangsläufig immer wieder verstopfen.

5. Selten, aber nicht ausgeschlossen: Das Material hat eine zu große Durchmessertoleranz. Messen Sie einfach mal an verschiedenen Stellen mit einer Schieblehre den Durchmesser des Filamentes. Im Zweifelsfall den Hersteller wechseln.

SD Karte kann vom Drucker nicht gelesen werden

Der Drucker hat bisher prima funktioniert. Jetzt ist scheinbar der SD Karten Leser defekt. Auf dem PC war die Karte noch mit mehreren Druckdateien befüllt, der Drucker zeigt die SD-Karte leer an, oder zumindest nicht mehr mit allen Dateien.

Kartenleser defekt Lösung

Bevor Sie jetzt die Hotline des Herstellers anrufen, oder ein neues Lesegerät bestellen, sollten Sie folgendes überprüfen:

Sind die Dateinamen länger als 20 Buchstaben?

Enthält der Dateiname Sonderzeichen?

Enthält der Dateiname Umlaute?

Falls ja, können Sie sich jetzt wieder entspannen. Die Firmware der meisten Drucker kommt mit solchen Dateinamen einfach nicht klar. Ändern Sie die Namen auf kurze, bestenfalls nicht unterbrochene Wörter. Sonderzeichen weglassen, Umlaute ebenfalls. In den meisten Fällen dürfte jetzt alles wieder funktionieren.

Druckstück reißt in den Schichten

Ein Bauteil sieht optisch relativ gut aus, reißt aber irgendwann. Das wird in der Regel zwischen den Druckschichten passieren. In den beiden anderen Achsen ist mir dieses Phänomen eigentlich noch nicht untergekommen.

3D Druck hält nicht

3 D Drucke reißen fast immer zwischen den Druckschichten.

Druck reißt in den Druckschichten Lösung

3 D Drucke haben zwischen den Druckschichten immer den geringsten halt. Das wird sich auch vorläufig noch nicht komplett verhindern lassen. Sowohl Filament Hersteller als auch Drucker Hersteller arbeiten an diesem Problem.

Eine Patentlösung gibt es hier wohl eher nicht. Lediglich Möglichkeiten, näher an die maximale Haltbarkeit heran zu kommen. Hier eine kleine Sammlung von Tricks, wie man zumindest das Maximum aus dem Material heraus holen kann.

1. Die Drucktemperatur ausreizen. Die höchste Stabilität ging nach meinen Erfahrungen immer mit der höchsten Drucktemperatur einher. So habe ich PLA + zum Beispiel schon bei 235 Grad Düsentemperatur gedruckt. Das Risiko von Verstopfungen steigt natürlich überproportional an. Also langsam an den Punkt herantasten, mit wenig Rückzug und hoher Druckgeschwindigkeit arbeiten. 

2. Wenn man doch vorher weiß, dass das Material in dieser Richtung am schwächsten ist, kann man beim konstruieren doch schon Vorsorge treffen. Das Bauteil, (falls machbar) so drucken, das die spätere Hauptbelastung in einer anderen Achsrichtung liegt.

 Beim Zeichnen kann man zusätzlich noch die Innenecken verrunden oder irgendwelche Stege zusätzlich einzeichnen. Natürlich nur, wo es nicht stört oder optisch alles kaputt macht.

Die Wandungsstärke erhöhen. Der Druck dauert dann zwar länger, aber wenigstens hält er anschließend auch.

3. Das richtige Material wählen. Die geringste Festigkeit zwischen den Schichten hat wohl ABS. PLA ist hier schon etwas stabiler. PLA+, bei hoher Temperatur gedruckt, oder Carbon PLA holen noch mehr raus. Zwar liegen die Carbonfasern auch in der falschen Richtung im Druckstück, aber eine gewisse Vernetzung scheint doch da zu sein. Die Haltbarkeit ist auch in der Richtung etwas höher.

Wahlweise, falls machbar, mit PETG experimentieren. Dieses Material ist nicht für jeden Druck zu gebrauchen, aber nach meiner Erfahrung hält es in den Druckschichten deutlich mehr.

4. Geheimwaffe Backofen.

Nur für PLA und PLA+ geeignet. Nach dem Druck den Backofen auf ca. 100 Grad oder mehr vorheizen, das Druckstück eine gewisse Zeit hinein legen. Abkühlen, und erst dann heraus nehmen. Die einzelnen Schichten verbinden sich dann miteinander, Lücken schließen sich.

Vorteil: die Haltbarkeit steigt teilweise enorm an.

Nachteil: Viele Drucke verziehen sich zu stark und sind nicht mehr zu gebrauchen.

Hier ein Link auf Prusa. Die sind der Sache sehr wissenschaftlich auf den Grund gegangen, machen Sie sich selber ein Bild.

https://blog.prusaprinters.org/how-to-improve-your-3d-prints-with-annealing_31088/

 

Thema ABS: Was ich herausgelesen habe, lohnt das Glühen im Backofen scheinbar gar nicht. Ich habe es nicht einmal selber ausprobiert, jedoch soll der Verzug so enorm sein, das es für die meisten Anwendungen ein Desaster wird.

Konstruktion verbessern

Hier ein Beispiel für das Verbessern von Konstruktionen. Durch das Verunden der Innenecke erhält man einen deutlich höheren Querschnitt. Kein Allheilmittel, aber unter Umständen sehr Hilfreich.

Unterextrusion / keine Extrusion an der Nozzle

Wenn nicht genug oder gar kein Filament aus der Düse kommt, kann dies viele Ursachen haben.

1. Düse verstopft. Dieses Thema haben wir weiter oben schon behandelt.

2. Es kommt zwar Filament aus der Düse, aber deutlich zu wenig. Hier sollte man zunächst die einfachen und wahrscheinlichen Möglichkeiten überprüfen, im Ausschlussverfahren.

2.1 Ist das Filament verknotet oder sonst wie in der Rolle verhakt?

2.2 Hat das Filament einen gleichmäßigen Durchmesser? Mit Schieblehre mehrmals über große Abstände den Durchmesser kontrollieren.

2.3 Ist die Düse (Nozzle) verbaut, die im Slicer angegeben wurde? Falls nicht, kann der Druck nichts werden. Also neu slicen oder Düse entsprechend wechseln.

2.4 Der Extrudermotor kann nicht genug Filament nachführen. Selten, aber durchaus möglich: Die Feder des Feeders ist zu lasch eingestellt oder ausgeleiert. Die Einfachste Kontrollmöglichkeit haben Sie während des Druckens. Wenn mitten im Druck zu wenig Material ankommt, einfach mal den Andruck der Zahnräder in der Filamentzufuhr erhöhen. ( Leicht drücken reicht in der Regel) Wenn dann mehr Material kommt, haben Sie den Fehler gefunden.

2.5 Das Material (Filament) benötigt eine höhere Temperatur. Mit zunehmender Temperatur werden Filamente immer dünnflüssiger. Einfach mal mit anderen (höheren) Temperaturen testen.

Extruder defekt

Das Phänomen: Sie können das Bett richtig leveln, die Drucktemperatur erhöhen oder absenken, die Extrusion manuell erhöhen oder verringern. Nichts bringt den gewünschten Effekt. Es ist zum verzweifeln. Selbst nach einem Filamentwechsel stellt sich keine spürbare Veränderung ein.

Hier kann es sein, das Ihr Extruder entweder verschlissen oder - falls es sich um einen minderwertigen Originalextruder handelt, diese defekt ist.

Nach einigen Wutanfällen habe ich meinen Extruder demontiert, und siehe da, ein Haarriss in dem Hebel, der das Filament gegen den Mitnehmer drückt. Ich hätte noch so viel veranstalten können, ein vernünftiger Druch wäre mir nie gelungen.

Das tückische an Haarrissen ist, das man diese im laufenden Betrieb des Druckers kaum erkennen kann. Für das Foto habe ich es weiter auseinander gebogen, um das Problem besser sichtbar zu machen. Der Riss viel erst nach der Demontage ins Auge.

Lösung: Eine Ersatz Mechanik kaufen, diesmal jedoch aus Aluminium. Hält im Gegensatz zum Original-Schrott sehr lange und hat feinere Maßtoleranzen. Keine Angst vor den Kosten. Diese Mechanik in TOP-Qualität liegt bei ca. 15,- €.

Underextrusion

Mal zu wenig, dann, ohne erkennbaren Grund, viel zu viel Extrusion. Bei diesem Phänomen sollten Sie den Extruder gründlich unter die Lupe nehmen.

Extruder Mechanik defekt

Für das Foto auseinander gezogen: Der Riss war wirklich kaum sichtbar. Die Wirkung jedoch enorm.

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