Ursachen für Warping im 3D-Druck
1 – Ungleichmäßige Abkühlung
Verzerrungen entstehen durch ungleichmäßige Temperaturverteilungen und die daraus resultierenden Spannungen im Druckmaterial. Wenn die äußeren Schichten eines Druckobjekts schneller abkühlen als die inneren, kann sich im Material eine Spannung aufbauen. Diese Spannung kann bewirken, dass das Objekt sich verformt oder verzieht.
2 – Temperaturunterschiede zwischen dem Druckbett und der Umgebungsluft
Wenn das Druckbett nicht ausreichend beheizt ist, können erhebliche Temperaturunterschiede zwischen dem Druckbett und der Umgebungsluft auftreten. Dies kann dazu führen, dass die äußeren Schichten des Druckobjekts schneller abkühlen als die inneren.
Um diese Art von Verformung zu verhindern, ist es essenziell, das Druckbett auf eine Temperatur zu erhitzen, die mindestens 5 °C über der Glasübergangstemperatur des verwendeten Materials liegt. Die Glasübergangstemperatur bezeichnet den Punkt, an dem das Material von einem festen in einen weichen Zustand übergeht.
3- Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Schichten des Druckobjekts
Innerhalb des Druckobjekts können ebenfalls Temperaturunterschiede entstehen. Diese Ungleichmäßigkeiten können beispielsweise durch eine variierende Heizleistung der Extruderdüse oder durch unterschiedliche Schichtdicken hervorgerufen werden. Um diese Form des Warpings zu verhindern, ist es entscheidend, die Heizleistung der Extruderdüse gleichmäßig zu verteilen und eine konsistente Schichtdicke sicherzustellen.
Schlechte Haftung auf der Druckplatte
Sollte die erste Schicht des Objekts nicht ausreichend fest an der Druckplatte haften, besteht die Gefahr, dass sie sich während des Druckvorgangs löst und verzieht.
Materialbeschaffenheit
Einige Materialien neigen dazu, beim Abkühlen stärker zu schrumpfen, was die Wahrscheinlichkeit von Verformungen erhöht.
Filamente, die zu Warping neigen
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
- ABS ist eines der am meisten zu Warping neigenden Materialien aufgrund seiner hohen Schrumpfungsrate beim Abkühlen.
Nylon und Polycarbonat
- Nylon und Polycarbonat haben ebenfalls eine hohe Neigung zu Warping, vor allem aufgrund ihrer hohen Schrumpfung und Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen.
PLA (Polylactide)
- PLA neigt weniger zu Warping verglichen mit ABS, kann aber unter bestimmten Bedingungen (z.B. bei großen Drucken oder schlechter Bettadhesion) auch betroffen sein.
HIPS (High Impact Polystyrene)
- HIPS kann ähnliche Probleme wie ABS aufweisen.
Andere Begriffe für Warping
- Verziehen
- Schrumpfung
- Deformation
- Delaminierung
- Materialverzug
Um Verformungen zu vermeiden oder zu minimieren, können verschiedene Strategien angewendet werden. Dazu gehören die Verwendung einer beheizten Druckplatte, die Anpassung der Drucktemperatur, die Verbesserung der Haftung der ersten Schicht und der Einsatz von Gehäusen, um die Temperatur während des Druckprozesses konstant zu halten.
Maßnahmen zur Vermeidung von Warping
Es gibt eine Reihe von Maßnahmen, die Sie ergreifen können, um Warping zu vermeiden.
- Verwenden Sie ein beheiztes Druckbett.
- Heizen Sie das Druckbett auf eine Temperatur auf, die mindestens 5 °C über der Glasübergangstemperatur des Druckmaterials liegt.
- Stellen Sie sicher, dass das Druckbett sauber und eben ist.
- Verwenden Sie einen brim oder skirt um das Druckobjekt zu stabilisieren.
- Lüften Sie den Druckraum nicht zu stark.
- Verwenden Sie ein Filament mit geringer Schrumpfung.
Zusätzlich zu den bereits erwähnten Maßnahmen gibt es weitere Möglichkeiten, um Verformungen zu verhindern.
- Verwenden Sie einen Lüfter mit geringer Geschwindigkeit oder schalten Sie den Lüfter ganz aus.
- Benutzen Sie ein Klebeband oder eine Haftfolie, um das Druckobjekt an das Druckbett zu kleben.
- Fügen Sie dem Druckbett eine Haftungsschicht hinzu, z. B. ein Antihaftspray oder ein Haftlack.
Wenn Sie alle diese Maßnahmen befolgen, sollten Sie in der Lage sein, Warping zu vermeiden und hochwertige Druckobjekte zu erstellen.
