De oorzaak van warping van prints is het krimpen van het materiaal nadat het uit de spuitkop komt. De meeste materialen zetten uit door warmte. PLA doet dat, maar materialen als polycarbonaat en ABS zijn nog veel erger. Er zijn gelukkig manieren om kromtrekken te voorkomen.
Voorkomen van warping
Hechting op de bouwplaat verbeteren
Door de hechting op de bouwplaat te verbeteren voorkom je dat de onderste laag los komt. Dat loskomen van de onderste laag gebeurt met name bij de randen van een print. Er zijn verschillende manieren om de hechting op de bouwplaat te verbeteren.
Print op glas
Print je nog niet op glas? Doen! Door te printen op glas heb je geen gevecht meer bij het loshalen van de print. Na het afkoelen van de bouwplaat laat het model als vanzelf los. Glas heeft nog meer voordelen. Zo verdeelt het de warmte van de bouwplaat goed. Ook wordt de afwerking van de onderkant van een onderdeel mooi strak en glimmend. Vele malen beter dan bij elke willekeurige andere ondergrond.
Mocht je moeite hebben met de hechting van de print op het glas, kijk dan even bij “bouwplaat kalibreren” hieronder. Ook kun je haarspray gebruiken op het glas. Houdt dan even een papiertje voor de onderdelen, zodat de spray alleen op de bouwplaat komt. Ongeveer 4 lagen met een halve minuut droogtijd tussen elke laag moet genoeg zijn.
Print je niet met een verwarmde bouwplaat? Dan zal de hechting direct op het glas wat lastiger worden. Haarspray zal dan mogelijk niet werken. Gebruik schilderstape op het glas om alsnog een goede hechting te krijgen.
Gebruik een verwarmde bouwplaat
Door een verwarmde bouwplaat te gebruiken wordt het verschil tussen de temperatuur van het materiaal en de temperatuur van de bouwplaat kleiner. Grote temperatuurverschillen zorgen voor krimp, dus het elimineren van die verschillen betekent automatisch dat de krimp verminderd of zelfs verdwijnt. Krimpt het materiaal dan niet alsnog nadat je het model laat afkoelen? In principe niet, maar realiseer je wel dat je iets inlevert op de sterkte van het model. Kunststof in vloeibare vorm betekent dat moleculen zich vrij kunnen bewegen. Zodra het materiaal vast wordt (na afkoelen), worden deze moleculen vastgezet. Hoe snel het afkoelproces verloopt bepaalt ook hoe snel moleculen worden vastgezet. Door een kunststof snel af te koelen zorg je voor ingebakken spanningen. Dan zijn de moleculen vastgezet in een positie waarbij er onderlinge spanningen bestaan. Dit kan zorgen voor interne kruip in het onderdeel, waardoor het onderdeel na verloop van tijd kan scheuren of breken.
Bij 3D printen hoef je je hier niet echt druk om te maken overigens. Omdat een print uit dunne lijnen bestaat die afzonderlijk van elkaar zijn afgekoeld, gaat het om allemaal verschillende eilandjes van ingebakken spanningen. Als er ergens in het onderdeel iets scheurt, is dat op microscopisch niveau en heeft de omgeving daar niet meteen last van.
Bouwplaat kalibreren
Een gekalibreerde bouwplaat is voor PLA waarschijnlijk het meest invloedrijke aspect als het gaat om het verkrijgen van kwaliteit en goede hechting. Zeker als je op een glazen ondergrond print in combinatie met een verwarmde bouwplaat. Zorg dat de Z-as (verticaal) volledig gekalibreerd is voordat je begint aan de bouwplaat.
Het kalibreren van de bouwplaat is een behoorlijk precies klusje, maar is niet moeilijk. Een goed gekalibreerde bouwplaat bevat overal een ruimte van de dikte van één A4 blaadje tussen de spuitkop en de bouwplaat. Het kalibreren doe je door de X-as en Y-as te verplaatsen zodat de spuitkop op elke hoek van de bouwplaat komt. Elke hoek moet met behulp van het A4’tje op de perfecte hoogte worden gezet door de bouten (of vleugelmoeren) iets aan te draaien of losser te maken. Ga elke hoek enkele keren langs. Het veranderen van de ene hoek heeft namelijk invloed op de andere. Na een aantal “iteratieslagen” zal de spuitkop overal dezelfde ruimte hebben boven het bouwoppervlak. Zorg dat je de bouwplaat periodiek kalibreert.
Print met een “brim” of “raft”
Een brim is een eenvoudig los te halen laag materiaal rondom het model. De naam komt hoogstwaarschijnlijk van de rand om een hoed, die ook zo genoemd wordt. Over interessante informatie gesproken. Een brim maakt het raakoppervlak onder het model groter, wat zorgt voor een betere hechting. Ook kan het warping voorkomen. Dan trekt de brim krom, maar wordt het model gespaard.
Een raft is wat rigoureuzer dan een brim. Dit is een dikke onderlaag die onder het model komt. Deze onderlaag wordt op dezelfde manier opgebouwd als “supports”, wat betekent dat je het eenvoudig los kan trekken. Net als een brim zorgt een raft voor een vergroot oppervlak onder het model. Zeker bij kleine onderdelen met een minimaal raakvlak met de bouwplaat is een raft aan te raken. Omdat een raft meer materiaal kost kun je het beste eerst proberen of een brim werkt. Zie een raft als een laatste redmiddel als niets anders werkt.
Aanpassen van de eerste laag
De eerste laag moet zich aan het bouwoppervlak hechten. Vanuit de meeste slicers (een slicer is software die een 3D model vertaalt naar een *.gcode bestand) is het mogelijk om de printerinstellingen voor de eerste laag afzonderlijk in te stellen. Zo kun je bijvoorbeeld de eerste laag dikker maken, de printtemperatuur afzonderlijk instellen, enzovoorts.
De instellingen die ik je kan aanraden om de eerste laag beter te laten hechten hebben te maken met de printsnelheid en de koeling. Een hoge printsnelheid vermindert de hechting en verhoogt de kans dat de kop materiaal met zich meetrekt. Ikzelf print de eerste laag met 20mm/s terwijl de rest van de print met 40-60mm/s geschied. Voor de eerste laag is het ook een goed idee om de koeling uit te zetten. Dit heeft te maken met het krimpverhaal. Door het materiaal langzamer af te laten koelen zal het materiaal minder krimp vertonen (zie ook mijn uitleg bij “Gebruik een verwarmde bouwplaat”). Krimp zorgt voor beweging. Beweging betekent dat het materiaal niet vastzit aan de bouwplaat.
Wijzigen van model
Bepaalde vormen hebben eerder de neiging om krom te trekken dan andere. Met name rechte hoeken (of zelfs punten) zullen gevoeliger zijn voor warping. Als alle bovenstaande tweaks niet helpen kun je proberen om zo veel mogelijk ronde hoeken te gebruiken in je ontwerp. Op die manier verminder je de kans op warping.
Overige verbeteringen
Bij PLA treed warping vrijwel uitsluitend op in de eerste lagen. Het onderdeel zelf trekt meestal niet tot nauwelijks krom. Bij andere materialen zoals ABS is dit wel een probleem. Hier een aantal tweaks die kromtrekken kunnen voorkomen.
Printen met een draft-shield
Een draft-shield is een dunne wand rondom het model. Deze wand bestaat uit één enkele lijn en groeit mee met het model. Zoals de naam doet vermoeden is dit een soort schild. Een schild tegen temperatuurveranderingen. Door de temperatuur constanter te houden rondom het model, zullen er minder vervormingen plaatsvinden.
Toevoegen van een printerbehuizing
Voor printen met PLA wellicht een beetje too much, voor ABS en vergelijkbare materialen echt een must. Een printerbehuizing zorgt ervoor dat de temperatuur rondom de print constant blijft en houdt tocht en andere invloeden tegen. Ook met materialen die vieze (of giftige) dampen produceren is een behuizing een fijne toevoeging. Je kunt de dampen dan afvoeren via een slang naar buiten.