Perché l'aggiornamento a un estrusore a trasmissione diretta spesso porta a una scarsa qualità di stampa 3D?

Una stampante 3D è una macchina sofisticata che fonde la plastica in forme 3D complesse. L'aggiornamento di uno implica armeggiare con complicati sistemi di movimento ed elettronica elaborata, con l'ulteriore complessità della modifica del firmware.

Ciò non ha ancora dissuaso un numero crescente di intrepidi appassionati di stampa 3D dall'acquistare stampanti 3D entry-level e modificarle per rivaleggiare con modelli costosi. Una delle mod più popolari prevede l'aggiornamento degli estrusori Bowden di serie agli estrusori a trasmissione diretta.

Sarebbe corretto presumere che l'aggiornamento della testina di stampa stessa garantisca un miglioramento sufficiente per giustificare il fastidio che ne deriva. E se vi dicessimo che questo costoso aggiornamento spesso riduce la qualità di stampa?

Confuso? Continua a leggere per scoprire perché un aggiornamento dell'estrusore non è così semplice come sembra.

Mito: gli estrusori Direct Drive migliorano la qualità di stampa

Visita qualsiasi forum di stampa 3D e sei destinato a trovare membri che si lamentano della scarsa qualità di stampa subito dopo l'aggiornamento agli estrusori a trasmissione diretta. Potresti attribuire alcuni di questi casi a parti di aggiornamento difettose e pratiche di installazione improprie, ma non si tratta di incidenti isolati.

In effetti, i veterani della stampa 3D sanno che è praticamente impossibile per le stampanti anche costose eguagliare la qualità di stampa pronta all'uso delle stampanti Creality Ender-3. Allora, cosa sta succedendo qui?

Ma prima, facciamo un passo indietro per capire cosa sono gli estrusori a trasmissione diretta, come si differenziano dagli estrusori di serie e perché sono considerati aggiornamenti degni.

Cosa sono gli estrusori Bowden?

Le popolari stampanti 3D entry-level, come Ender-3, vengono fornite con estrusori Bowden. Questo design della testina di stampa separa fisicamente l'estrusore (che spinge il filamento nell'ugello) dal gruppo hot-end costituito da dissipatore di calore, interruzione di calore, blocco riscaldatore e ugello.

Questi estrusori prendono il nome dal tubo Bowden (o PTFE) significativamente più lungo che collega l'estrusore al gruppo hot-end. Questo è un design relativamente semplice ed economico. Ma il percorso del filamento più lungo di un estrusore Bowden rende anche quasi impossibile stampare filamenti flessibili.

A quel punto stai essenzialmente cercando di spingere una corda lungo un tubo. Ed è qui che entrano in gioco gli estrusori a trasmissione diretta.

Cosa rende migliori gli estrusori Direct Drive?

Questo design della testina di stampa combina l'estrusore e il gruppo hot-end in un'unica unità. L'idea è di ridurre il percorso del filamento avvicinando l'estrusore il più vicino possibile all'ugello. In questo modo si riduce notevolmente la lunghezza del filamento che deve essere spinto lungo il tubo di PTFE. Ciò significa anche che una sezione più corta del filamento deve spingere contro l'ugello per generare pressione di estrusione.

Una sezione più corta del filamento è intrinsecamente più rigida e quindi è meno probabile che si accartoccia e si intasi durante il percorso verso l'ugello. Ciò consente agli estrusori a trasmissione diretta di stampare facilmente filamenti flessibili, riducendo al contempo le impostazioni della distanza di retrazione per i filamenti regolari. Una sezione più corta del filamento è anche più facile da controllare con precisione, il che riduce i problemi di incordatura evidenti nelle complicate stampe 3D.

Ma sono davvero migliori?

Gli estrusori a trasmissione diretta rendono davvero la stampa 3D con filamenti flessibili un gioco da ragazzi, ma virtualmente tutti tuttavia si lamentano di brutti problemi di banda Z dopo l'aggiornamento da Bowden a trasmissione diretta estrusori. Questi gremlin si manifestano come brutte bande che corrono verticalmente sulla superficie di stampa e sono visibili lungo l'asse Z della stampante 3D.

La gravità della fasciatura può variare da stampante a stampante, ma si manifesta assolutamente in tutti gli estrusori a trasmissione diretta. Personalmente ho utilizzato cinque diversi estrusori a trasmissione diretta, con ogni estrusore che mostra questo problema a vari livelli.

E non siamo solo io e alcuni outlier statistici ad affrontare questi problemi.

Il problema n. 602 Zona contaminata

I proprietari delle stampanti a trasmissione diretta Prusa hanno avuto un tracollo collettivo quando si sono resi conto che le loro macchine costose non potevano eguagliare la qualità di stampa delle stampanti Ender-3 notevolmente più economiche. Quella che era iniziata come una segnalazione di bug che citava un'estrusione di filamenti incoerente, alla fine si è generata nel famigerato Edizione #602.

Josef Prusa, proprietario e fondatore di Prusa Research, ha risposto mobilitando il suo esercito di ingegneri per esaminare la questione, ma la questione rimane irrisolta fino ad oggi. C'è un'intera comunità Discord, soprannominata La terra desolata 602, in cui gli appassionati di stampanti 3D non solo si lamentano e scherzano sul fenomeno irrisolto in egual misura, ma alcuni addirittura tentano di risolvere il problema.

In breve, gli utenti devono lamentarsi di questo fenomeno una volta che le stampanti 3D dotate di un estrusore a trasmissione diretta raggiungono una base di utenti installata sufficientemente ampia. I proprietari delle popolarissime stampanti 3D Voron DIY (vedi ns Guida per principianti Voron) conoscere questo fenomeno come Problema n. 6. Troverai persone che mascherano la rivelatrice incoerenza dell'estrusione scattando foto in condizioni favorevoli condizioni di illuminazione, ma il problema è perfettamente visibile una volta che le stampe 3D vengono riprese sotto la testa illuminazione.

Quali sono le cause di questi problemi di estrusione dell'unità diretta?

Una volta che si prendono in considerazione problemi di assemblaggio e messa a punto impropri, le teorie principali per l'incoerente l'estrusione associata agli estrusori a trasmissione diretta si riduce all'estrusore "Dual Drive" di Bondtech ingranaggi. Questi sono esattamente gli stessi pignoni dritti che si trovano praticamente in tutti gli estrusori a trasmissione diretta utilizzati nei popolari modelli di stampanti 3D di Prusa e Voron.

Stampa 3D YouTuber Design Prototype Test e MihaiDesigns hanno svolto un ottimo lavoro nel restringere il problema agli ingranaggi dell'estrusore di Bondtech e ai primi indagine vale la pena dare un'occhiata. Entrambi gli YouTuber hanno suggerito di utilizzare il design dell'estrusore estrusore elicoidale oa spina di pesce per eliminare il problema dell'estrusione incoerente.

Al momento della stesura di questo articolo, né Bondtech né altri produttori di estrusori hanno ancora introdotto sul mercato un design migliorato.

In che modo gli estrusori Bowden sono immuni a questi problemi?

Ricordi come abbiamo respinto gli estrusori Bowden illustrando come il loro design di alimentazione del filamento equivale a spingere una fune lungo un tubo? Bene, avere quel grado di gioco e il conseguente ritardo nell'accumulo di pressione dell'ugello, è perfetto per appianare le incongruenze di estrusione derivanti da un design scadente degli ingranaggi dell'estrusore a trasmissione diretta.

Le stesse carenze di progettazione che impediscono agli estrusori Bowden di avere distanze di retrazione più brevi e un controllo più rapido e reattivo sovrapressione dell'ugello: sono utili anche per evitare che artefatti di estrusione incoerenti si manifestino nella stampa 3D effettiva oggetti.

Dai un'occhiata alla stampa 3D pulita (e alla mancanza di banda Z) ottenuta dalla mia stampante Ender-3 di serie dotata dell'estrusore Bowden, se lo trovi difficile da credere. Da allora ho utilizzato una mezza dozzina di diversi estrusori a trasmissione diretta, senza mai essere in grado di raggiungere questo livello di consistenza dell'estrusione.

Non sorprende che alcuni proprietari di stampanti 3D Voron giurano ancora e usano gli estrusori Bowden proprio per questo motivo. Tuttavia, ciò comporta alcuni avvertimenti.

Dovresti "aggiornare" a un estrusore Bowden?

Sicuramente non dovresti se prevedi di stampare filamenti flessibili, che richiedono assolutamente il percorso del filamento più breve di un estrusore a trasmissione diretta. Coloro che possiedono stampanti CoreXY veloci è anche meglio attenersi ai loro estrusori a trasmissione diretta.

Ciò è particolarmente vero se non vogliono sacrificare né la velocità né la funzione avanzata di avanzamento della pressione. È impossibile per gli estrusori Bowden ottenere una regolazione avanzata della pressione degli ugelli a velocità di stampa elevate. È assolutamente necessario un estrusore a trasmissione diretta per stampare velocemente con l'avanzamento della pressione abilitato.

L'incoerenza dell'estrusione associata agli estrusori a trasmissione diretta non è la fine del mondo. La stampa additiva non dovrebbe essere esteticamente pulita per cominciare, quindi è accettabile una banda Z minore.

Tuttavia, se si verificano enormi incongruenze di estrusione, è meglio guardare ad altre probabili cause come la regolazione del calore del letto, il legame dell'asse Z e la velocità di flusso del filamento.

L'estrusore a ingranaggi cicloidale di Prusa XL in soccorso

Non tutti affrontano questo problema sdraiati. Prusa Research ha apportato modifiche radicali al nuovo design dell'estrusore impiegato nella prossima stampante Prusa XL CoreXY, come discusso in dettaglio in il nostro primer sulla Prusa XL. Molti credono che questo progetto possa risolvere il problema n. 602 che continua ad affliggere le attuali stampanti a trasmissione diretta Prusa.

È un po' prematuro alzare le nostre speranze con Prusa XL, ma sicuramente batte continuare a utilizzare gli stessi ingranaggi dell'estrusore a trasmissione diretta Bondtech sospettati di causare i suddetti problemi di estrusione.

Problemi con l'estrusore a trasmissione diretta

Come abbiamo esplorato, mentre gli estrusori a trasmissione diretta rendono molto più semplice la stampa 3D con filamenti flessibili, l'aggiornamento a uno da un Bowden può causare brutti problemi di banda Z.

Personalmente ho fatto pace con le piccole incongruenze di estrusione associate agli estrusori a trasmissione diretta per sfruttare i vantaggi della stampa di filamenti flessibili, della mancanza di incordatura e della possibilità di stampare davvero veloce. È un buon affare.

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