Extrusora de impressora 3D clicando, deslizando e pulando a correção!

As extrusoras são uma parte fundamental da impressora. Eles são responsáveis ​​por empurrar o filamento através do bocal. Juntamente com o hotend formam o sistema de extrusão. Embora existam muitos projetos, o mais comum é composto por um motor, uma engrenagem de acionamento e uma roda intermediária ou uma segunda marcha (em projetos de engrenagem dupla) com uma mola que a empurra para a engrenagem principal para prender o filamento.

As extrusoras pulam etapas, escorregam ou fazem sons de clique quando não conseguem empurrar plástico suficiente pelo bocal. Isso pode ser devido a um bico parcial ou totalmente entupido, o bico estar muito próximo da mesa de impressão, baixa temperatura de extrusão, filamento emaranhado, problema com os tubos de PTFE, tensão incorreta na mola intermediária ou simplesmente porque você está tentando empurrar a impressora além de suas capacidades.

O que faz com que a Extrusora Ignore e como corrigir o problema?

Existem várias razões pelas quais uma extrusora pode pular etapas, e provavelmente a mais simples (o que acontece muito comigo) é um bico entupido. Mas vamos dar uma olhada em todos os motivos e como corrigi-los:

Filamento emaranhado

O filamento emaranhado é um problema simples que geralmente passa despercebido e pode arruinar uma impressão. Se o carretel não estiver bem enrolado à medida que a extrusora se desenrola, um nó pode ser formado e atolar o sistema. Para evitar isso, você deve sempre comprar de marcas que enrolam seus carretéis uniformemente ou os rebobinam. Outra dica importante é nunca deixar a ponta solta, para que o carretel fique sempre bem enrolado.

Falha na tubulação de PTFE

Sua impressora pode ter um, dois ou nenhum tubo PTFE, dependendo se você possui uma extrusora Bowden ou de acionamento direto e um hotend revestido ou todo em metal.

Os tubos Bowden direcionam o filamento da extrusora para o hotend restringindo o caminho para que possa ser empurrado ou puxado de longe. Quanto mais apertadas as tolerâncias, melhor para a precisão, mas tolerâncias mais apertadas também aumentam as chances de o filamento ficar preso.

A primeira coisa que você deve verificar se tiver um tubo Bowden é que o filamento desliza facilmente.

• Retire-o do hotend e tente mover o filamento manualmente.
• Se fluir livremente, o problema não existe.

Às vezes, as extrusoras de acionamento direto também possuem um tubo de PTFE para guiar o filamento na extrusora. Nesses casos, as tolerâncias internas não são tão importantes, pois são apenas um guia para que o filamento não fique vagando. Ele pode ser bloqueado da mesma maneira e deve ser a primeira coisa a verificar.

Com PVA e PVOH e outros filamentos solúveis, a absorção de umidade do ar pode causar obstrução dentro do tubo de PTFE. O filamento fica pegajoso e inchado, por isso é uma boa prática secar cuidadosamente esses filamentos antes de usar.

Em alguns projetos (mas nunca em hotends totalmente metálicos), o tubo PTFE pode entrar diretamente no hotend e tocar o bocal.

• Verifique se a ponta do tubo não está deformada ou queimada.
• Se você tiver um tubo Bowden longo, basta cortar a parte danificada e reinseri-la.
• Use uma lâmina afiada e tente cortá-la o mais perpendicular possível para obter uma borda limpa.
• Se o tubo for curto ou você o tiver cortado antes, pode ser melhor substituí-lo por completo.

Esse problema também pode ser encontrado com revestimentos dentro do barril. Cortar o tubo neste caso não é uma possibilidade, então você deve substituí-lo.

Em extrusoras de acionamento direto, às vezes o revestimento fica preso entre as engrenagens e é esmagado bloqueando-se. Às vezes, você pode pressionar o revestimento pelas laterais e torná-lo redondo novamente, mas na maioria dos casos é melhor substituí-lo completamente

Suporte de carretel criando muito atrito

Os suportes do carretel devem permitir que o carretel gire livremente enquanto a extrusora puxa o filamento para desenrolá-lo. A fricção adicional do suporte retira a força de empurrão da extrusora. Verifique o suporte do carretel para certificar-se de que o carretel gira com pouco esforço ao puxar o filamento. Se o seu suporte tiver rolamentos, verifique se eles giram livremente. Às vezes, o porta-carretel pode ser melhorado e um substituto melhor pode ser comprado ou até impresso.

O bocal está muito próximo da mesa de impressão

A altura da primeira camada é uma das configurações mais importantes para impressões bem-sucedidas. Se o bico estiver muito longe, a primeira camada não gruda e se estiver muito perto, a primeira camada será esmagada.

Se você notar que os problemas com a extrusora ocorrem principalmente durante a primeira camada, o melhor palpite é que a primeira camada está muito próxima e o espaço através do qual a extrusora deve empurrar o plástico fica muito estreito e a força necessária é aumentada além da capacidade de a máquina. Isso pode até chegar ao extremo de não sair nenhum plástico.

Se a cama não estiver nivelada isso pode acontecer apenas em alguns lugares e não em outros. Nesse caso, pode não ser um problema de altura incorreta da primeira camada, mas sim de nivelamento da cama.

O deslocamento Z é a configuração que informa à impressora a diferença entre a altura Z inicial e a altura real da ponta do bico. Isso é muito importante porque você quer que a máquina saiba exatamente onde está o Z0. Se, por exemplo, você errar 0,1 mm ao tentar imprimir uma primeira camada de 0,2 mm, na verdade obterá uma separação de 0,3 mm da cama e certamente terá problemas de adesão. Dependendo se você tem um sistema de nivelamento automático da cama ou apenas um interruptor de retorno padrão, o processo será um pouco diferente.

Para resolver isso com os melhores resultados, é aconselhável usar um calibrador de folga. Com esta ferramenta poderá conhecer com precisão a separação entre o bocal e a cama. Uma segunda escolha seria uma folha de papel branco. O papel bond padrão com 70 g/m2 (gramas por metro quadrado) terá uma espessura de 0,09 mm e 80 g/m2, 0,1 mm.

Como ajustar o deslocamento Z:

1. Certifique-se de que sua cama esteja nivelada e limpa.
2. Certifique-se de que o bico esteja limpo e sem pingos.
3. Aqueça o bico e a base até a temperatura de impressão.
4. Inicie Z e mova o bocal aproximadamente para o centro da cama.
5. Abaixe ou levante o bico manualmente para que o calibrador de lâminas ou o papel com espessura conhecida mal deslize entre a base e o bico.
6. Anote a altura Z final.
7. Vá para a configuração de deslocamento Z e insira a altura Z final anotada anteriormente menos a espessura do medidor. Por exemplo, se a altura final foi de -1,30 mm, o deslocamento Z deve ser de -1,4 mm se a espessura for de 0,1 mm. O mesmo vale para um valor positivo, como 1,10 mm menos a espessura de 0,1 mm do papel ou para medir o deslocamento z deve ser de 1,00 mm.
8. Armazene as configurações na máquina.
9. Para verificar se você estabeleceu com sucesso a altura z, volte ao início Z e corra manualmente até a espessura do medidor (por exemplo:0,1 mm). Ele mal deve deslizar na lacuna.

O deslocamento Z também pode ser inserido na segmentação de dados e com comandos GCODE. Em Marlin seria M206, mas lembre-se de que o sinal está invertido. Um valor positivo abaixará o bico e um valor negativo aumentará. Lembre-se de salvar as configurações na eeprom antes de desligar a máquina, caso contrário, você terá que inseri-las sempre que ligá-la.

Uma vez que você configurou isso corretamente, você deve obter uma primeira camada perfeita. Se você continuar tendo problemas de extrusão ou adesão, provavelmente há algo mais para corrigir.

A temperatura de extrusão está muito baixa

Quando a temperatura do bico é muito baixa, o plástico pode ser muito viscoso para passar ou pode não derreter completamente. A extrusora terá que colocar muita força e clicará ou triturará o filamento. As temperaturas devem ser definidas para cada filamento de acordo com as especificações do fabricante e ajustadas para obter os melhores resultados. Também é possível aumentar a temperatura alguns graus para imprimir mais rápido se a extrusora não conseguir acompanhar, mas dentro de uma faixa sensível. Se você forçar demais, a qualidade de impressão pode diminuir drasticamente ou o polímero pode até queimar. Toda impressora tem algum erro na leitura, então a temperatura de impressão pode não ser a mesma para um determinado carretel de filamento.

Bocal entupido

Os bicos são basicamente uma peça de metal com um orifício para receber o filamento e outro orifício menor por onde o plástico derretido é empurrado para fora. O pequeno orifício de saída é propenso a entupimento, especialmente com os menores. Um entupimento é formado por sólidos que não podem ser derretidos e, consequentemente, não podem ser empurrados para fora. Eles podem ser plásticos que ficaram carbonizados ou algum outro material que entrou no bico e não deveria.

Para evitar a carbonização do plástico deve-se ultrapassar as temperaturas recomendadas pelo fabricante do filamento e desligar o hotend quando não estiver em uso. Se o hotend for mantido em alta temperatura por um período prolongado sem extrusão, o plástico derretido no interior pode começar a caramelizar e carbonizar. Essa reação química altera as propriedades físicas do material impedindo que ele entre na fase líquida.

Outro problema que pode ser causado por não desligar a extrusora é que o filamento dentro do hotend pode ficar recozido. Isso significa que a estrutura interna do polímero muda e requer muito mais calor para derreter.

Sólidos estranhos podem vir de muitas fontes. Há alguns anos, havia muitos casos de pequenos pedaços de metal ou outras impurezas dentro do filamento que eram grandes o suficiente para criar um plugue dentro do bico. Hoje em dia isso não deve ser um problema se você comprar um filamento de qualidade razoável. Outra fonte comumente negligenciada é o acúmulo de poeira no rolo de plástico. Um pouco de poeira não causa nenhum dano, mas se você usar constantemente o filamento empoeirado, ele pode se acumular dentro do bocal e causar problemas.

Manter seus rolos de filamentos limpos e instalar um pedaço de espuma para limpar quaisquer detritos que possam estar presos antes de entrar no hotend evitará problemas futuros.

Como identificar um bico entupido:

Um entupimento completo é fácil de identificar. Se o bico estiver na temperatura correta e você descartou qualquer bloqueio no tubo de PTFE ou no orifício na extremidade fria e não conseguir empurrar manualmente o plástico para fora do bico, certamente está entupido.

Um entupimento parcial não é fácil de detectar se você não souber o que está procurando, porque o plástico sai. Uma maneira de descobrir isso é observar como o plástico sai. Deve ir mais ou menos reto para baixo e ser perfeitamente redondo. Quando há um entupimento parcial, ele geralmente se enrola e tem uma forma irregular.

Como desentupir um bico:

Se você descobriu que seu bico está entupido, existe um método que pode limpá-lo sem desmontá-lo. Esse método é chamado de tração a frio porque consiste basicamente em aquecer o bico a uma temperatura baixa e puxar o filamento para fora esperando que o que está causando o bloqueio saia com ele.

Pode ser uma boa ideia usar uma agulha fina como as usadas para acupuntura para cutucar o bico enquanto está na temperatura de impressão para empurrar o entupimento antes de fazer um puxão a frio.

Para realizar uma extração a frio:

1. Aqueça o bico até a temperatura de fusão.
2. Coloque o aquecedor em 100ºC e segure o filamento até que esfrie até essa temperatura.
3. Puxe firmemente do filamento enquanto segura o carro. Tenha cuidado para não se queimar com o hotend que estará quente.
4. Olhe atentamente para a ponta do filamento. Idealmente, você verá um cone no final com um pouco de sujeira. Se você não vir um cone e seu filamento esticado, tente repetir com 95ºC em vez de 100ºC.
5. Repita as etapas de 1 a 4 até obter um cone limpo na ponta.

Se um puxão a frio não limpar o entupimento, você provavelmente precisará desmontar o hotend. Dependendo do modelo de hotend que você tem, o processo pode ser diferente, mas para a maioria deles você pode se safar com uma chave ajustável para segurar o bloco aquecido e uma chave de tubo do tamanho certo para desaparafusar o bico.

Você deve ter muito cuidado ao realizar esta operação, pois a conexão entre o bloco aquecido e o dissipador de calor é um tubo muito fino e frágil. O tubo é fino porque, como há pouco material para conduzir o calor, ele atua como um quebra-calor. A desmontagem deve ser feita preferencialmente com o aquecedor ligado para que qualquer material dentro ou que possa ter vazado seja derretido e não una as peças.

Depois de desmontar o hotend, você poderá ver se o entupimento está no bico ou no cano. Se você puder empurrar o plástico com o bico removido, uma solução rápida será substituir o bico ou tentar limpá-lo com outros métodos fora da máquina. O barril também pode ser removido e substituído se estiver bloqueado.

Para remontar o hotend verifique as instruções do fabricante. Algumas coisas a serem observadas que se aplicam à maioria dos modelos:

1. Certifique-se de apertar o bico no cano e não no bloco aquecido para que haja uma vedação firme entre eles.
2. Use pasta térmica para melhor desempenho e antiaderente nos fios.
3. Não aperte excessivamente o bico, especialmente os de latão, pois eles se quebram facilmente e remover as roscas quebradas do bloco aquecido pode ser um desafio.
4. O aperto final deve ser feito nas temperaturas de impressão. Tenha muito cuidado para não se queimar.

Filament Spring Tension muito apertado ou muito solto

A tensão que empurra a roda intermediária no filamento para pressioná-la contra a engrenagem motriz deve ser suficiente para prendê-la. Se estiver muito solto, a engrenagem de acionamento girará livremente ou triturará o filamento criando uma depressão que tornará o filamento ainda mais difícil de empurrar.

Desde que você tenha descartado outros problemas, como entupimentos ou temperatura muito baixa, tente apertar a mola na extrusora. Se já foi criado um inchaço, deve-se retirar o filamento, cortar o comprimento esfolado e reinseri-lo. Quando a mola está muito apertada, o filamento irá esmagar ou obter sulcos muito profundos dos dentes da engrenagem. Isso adicionará atrito extra ao sistema que pode até travar o stepper. Se este for o seu caso, tente diminuir a tensão.

Tenha em mente que alterar a tensão da mola na extrusora pode alterar ligeiramente a taxa de alimentação. Depois de ajustar a tensão, verifique se a impressora não está com extrusão inferior ou superior e ajuste-a no software de acordo.

Em extrusoras de engrenagem dupla, essa configuração é mais tolerante, pois a tensão deve ser suficiente apenas para fazer as engrenagens se encaixarem. Verifique se o fabricante tem alguma recomendação sobre o tensionador e siga-as. Para extrusoras de engrenagem dupla, a tensão está mais na ponta solta do que na ponta apertada.

engrenagens da extrusora sujas ou detritos presos na engrenagem de acionamento

As engrenagens da extrusora podem ficar sujas com o tempo e diminuir a eficiência do acionamento, especialmente naquelas com dentes finos. A tensão ruim da mola na roda intermediária ou na engrenagem movida pode acelerar esse processo, mas nem sempre é uma indicação de que você deve ajustá-la. Verifique se há acúmulo de poeira ou detritos do filamento ao redor da engrenagem motriz e dentro dos dentes.

Para limpar as engrenagens da extrusora:

1. Use um pouco de ar comprimido
2. Experimente com um pincel pequeno.
3. Se a engrenagem estiver realmente emborrachada, você pode desmontar a extrusora, retirar as engrenagens e escová-las completamente.

Certifique-se de que a impressora não esteja funcionando antes de colocar qualquer coisa dentro dela ou mexer nas partes móveis. Cerdas de arame de aço podem ser muito duras para algumas engrenagens, escovas de latão ou nylon são as preferidas. Normalmente, as engrenagens de acionamento podem ser liberadas afrouxando um pequeno parafuso Allen. Ao recolocar as marchas, verifique se há um furo no eixo. Se houver, aperte o parafuso de fixação nele.

A extrusora não consegue acompanhar a velocidade da impressora

A comunidade de impressão 3D está continuamente empurrando as máquinas para imprimir mais rápido e os fabricantes continuam fazendo atualizações e novas impressoras para acompanhar. A atualização de uma peça de uma máquina pode criar gargalos em outras peças e extrusoras de geração antiga geralmente são as culpadas. Ao imprimir mais rápido, a máquina não só precisa mover os eixos X, Y e Z mais rápido, mas a extrusora deve ser capaz de empurrar mais plástico para fora do bico. Isso também pode acontecer ao imprimir camadas grossas.

Aumentar a temperatura de impressão pode ser uma solução simples que funciona bem quando a velocidade de impressão está constantemente alta, mas pode trazer mais problemas com modelos que possuem detalhes finos que tornam a impressora lenta em algumas partes. Se a temperatura estiver muito alta e a impressora desacelerar, o plástico derreterá demais e a qualidade da impressão será comprometida. Em uma situação extrema, o plástico pode carbonizar e entupir o bocal.

A melhor solução é obter uma melhor extrusora ou um bico de alto fluxo. Existem alguns substitutos realmente bons, como os bicos de alto fluxo CHT que podem aumentar a capacidade da sua extrusora sem alterar mais nada.

Ao imprimir com bicos de maior diâmetro, as forças são diminuídas, mas as velocidades de extrusão são aumentadas. Nesse caso, você verá que o motor pula etapas ou até trava porque não consegue acompanhar. Para corrigir isso, você precisará substituir a extrusora ou diminuir as velocidades de impressão.

Você pode diminuir a velocidade para uma configuração baixa, como 25 mm/s, e tentar aumentá-la em 5 ou 10 mm/s a cada vez para obter a velocidade mais alta que não apresenta problemas.

A corrente do driver do motor da extrusora está calibrada incorretamente

Os motores de extrusora são geralmente de passo e, ao contrário dos motores de corrente contínua, eles têm mais de dois fios e requerem correntes de comutação para girar. A parte eletrônica responsável pela comutação é chamada de driver de passo. Os mais comuns em máquinas mais antigas eram chamados de Pololu e eram baseados em um chip Allegro 4988. Esses chips e outros mais antigos usam um potenciômetro para ajustar a corrente de pico que passa pelas bobinas do motor.

Quando a corrente é muito baixa, o motor não fornece torque suficiente para que a máquina funcione corretamente. Quando a corrente é ajustada muito alta, o motor funcionará extremamente quente e pode diminuir muito sua vida útil ou até queimar. Para ajustar esta corrente, você deve ter pelo menos algum conhecimento de eletrônica e as ferramentas corretas.

Consulte a documentação do fabricante sobre como configurar corretamente o Vref (tensão de referência), pois pode ser diferente para cada um.

Não recomendo mexer nos componentes eletrônicos da máquina, pois esse problema não é comum em máquinas que não são de bricolage e você corre o risco de danificar sua máquina permanentemente.

Para acessar a eletrônica, você precisa acessar o gabinete principal onde pode haver tensão de rede, não o abra a menos que você saiba o que está fazendo e os riscos envolvidos.

Conectores soltos ou fios quebrados também podem afetar o desempenho dos steppers. Verifique se há fios ou conexões soltos que possam estar criando problemas.

Conclusão

Problemas com extrusoras são bastante comuns, mas se você percorrer a lista verificando problemas em ordem, provavelmente os encontrará e os resolverá. Eu recomendaria abordá-los nesta ordem:

1. Filamento emaranhado; fácil de identificar e resolver.
2. Falha na tubulação de PTFE.
3. Suporte de carretel criando muito atrito.
4. O bocal está muito próximo da mesa de impressão.
5. A temperatura de extrusão está muito baixa.
6. Bocal entupido.
7. Tensão da mola do filamento muito alta ou muito frouxa.
8. Engrenagens da extrusora sujas.
9. A extrusora não consegue acompanhar as velocidades de impressão.
10. Driver do motor da extrusora calibrado incorretamente.

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