Z čistého 3D tisku se může rychle stát warping: výtisk se začne odlepovat od podložky a rohy se zvedají. Tento článek vysvětluje, co je warping a jak mu při 3D tisku účinně předcházet.
Co je warping?
Warping je deformace materiálu při ochlazování. Zahřátý filament se při chladnutí smršťuje. Pokud smršťovací napětí překročí přilnavost k tiskové podložce, okraje se začnou zvedat a warping je viditelný. Míra warpingu se liší podle použitého filamentu.
Příčiny warpingu
Warping při 3D tisku vzniká především v důsledku smršťování a vnitřního napětí, které se zvyšuje, pokud nejsou teplota a přilnavost dobře vyvážené.
- Tepelné smršťování: Plasty se při ochlazování smršťují a míra tohoto efektu závisí na konkrétním filamentu. Proto se warping u ABS a ASA objevuje obvykle častěji než u PLA. PETG se zpravidla nachází někde mezi nimi.
- Vznik vnitřního napětí: Pokud například spodní část výtisku chladne jinou rychlostí než horní vrstvy, může se díl smršťovat nerovnoměrně.
- Příliš rychlé ochlazování základny: Pokud spodní vrstvy příliš rychle přejdou do tužšího stavu, vnitřní napětí se hůře uvolňuje. To může způsobit warping a odlepování výtisku od tiskové podložky.
Materiály pro 3D tisk
Různé materiály se při ochlazování smršťují různou měrou. Čím větší je smršťování, tím vyšší bývá riziko warpingu. Proto je warping úzce spojen s použitým filamentem pro 3D tiskárny. Následující tabulka porovnává typickou náchylnost běžných materiálů k warpingu.
| Filament | Tendence k warpingu | Charakteristika |
| ABS | Velmi vysoká | Vyšší teploty tisku a výraznější smršťování |
| ASA | Vysoká | Podobné ABS, ale s lepší odolností vůči UV záření a venkovním podmínkám |
| Nylon / PA | Vysoká | Citlivý na vlhkost a náchylný k deformaci |
| PETG | Střední | Univerzální materiál, warping je často dobře zvládnutelný |
| PLA | Nízká | Vhodný pro začátečníky, warping bývá méně častý |
| TPU | Velmi nízká | Flexibilní filament s nízkou tendencí k deformaci |
Prostředí pro 3D tisk
Vedle samotného filamentu je důležité také prostředí. Chlad, průvan a kolísání teploty mohou warping výrazně zhoršit. Otevřená okna, ventilátory nebo klimatizace mohou způsobit nerovnoměrné ochlazování a velké teplotní rozdíly mezi tiskovou podložkou a okolím. Otevřené tiskárny bez stabilního teplotního prostředí jsou proto náchylnější.
Nastavení 3D tisku
Příčinou warpingu může být také nevhodné nastavení tisku. Mnoho problémů začíná už u první vrstvy:
- Špatně vyrovnaná nebo znečištěná podložka: Přilnavost může být v některých místech nedostatečná a výtisk se začne odlepovat.
- Příliš studená podložka: První vrstva může chladnout příliš rychle, což zhoršuje přilnavost a zvyšuje vnitřní napětí. Správná teplota podložky je důležitá i při tisku PLA.
- Ventilátor zapnutý příliš brzy nebo příliš silně: Příliš rychlé ochlazování může zvýšit vnitřní napětí a riziko warpingu.
- První vrstva je příliš rychlá, příliš tenká nebo je tryska příliš studená: To může snížit kontakt s podložkou a zhoršit spojení první vrstvy.
Pokud jsou tyto základní podmínky správně nastavené, je vhodné zaměřit se také na samotný model.
Návrh 3D modelu
Velké ploché základny vytvářejí větší oblast, ve které se při ochlazování projevuje smršťování. Vyšší smršťovací síly tak mohou zvýšit riziko warpingu.
Ostré rohy mohou fungovat jako místa s vyšší koncentrací napětí, a proto warping často začíná právě tam. I malá změna návrhu může pomoci riziko deformace snížit.
Jak warping omezit
Základním principem je nejprve stabilizovat první vrstvu a tiskové prostředí a teprve potom dolaďovat další parametry. Systematický postup obvykle pomůže warping výrazně omezit.
Příprava 3D tiskárny
Uzavřená nebo alespoň před průvanem chráněná 3D tiskárna pomáhá udržovat stabilnější teplotu. To je zvlášť důležité u materiálů náchylných k warpingu. Vyčištění a správné vyrovnání tiskové podložky zlepšuje přilnavost první vrstvy a pomáhá předcházet problémům už od začátku tisku.
Lepší přilnavost první vrstvy
Brim, raft nebo vhodný adhezní prostředek mohou zvýšit přilnavost a pomoci zejména u dílů s problematickou základnou. Skirt slouží především k přípravě a stabilizaci toku filamentu před samotným tiskem a nezvětšuje kontaktní plochu modelu s podložkou. Důležitá je také vhodná tisková deska, hladká nebo strukturovaná podle použitého materiálu. Můžete se také podívat na článek o tom, jak vybrat správnou tiskovou desku.
Správa materiálu a filamentu
Suchý filament se obvykle tiskne stabilněji. Vlhkost může způsobit nepravidelnou extruzi a zhoršit kvalitu první vrstvy. Tím může nepřímo zvýšit také riziko warpingu. Správné skladování a případné sušení filamentu proto může přispět ke stabilnějším výsledkům.
Pro začátečníky jsou vhodné materiály s nižší tendencí k deformaci. PLA bývá z hlediska warpingu poměrně snadno zvládnutelné a PETG je rovněž obvykle dobře kontrolovatelné.
Kontrola teploty a chlazení
Teplotu podložky a trysky nastavte tak, aby první vrstvy nechladly příliš rychle. Snížení výkonu ventilátoru během prvních vrstev nebo jeho pozdější zapnutí může u některých materiálů výrazně snížit riziko warpingu. Konkrétní nastavení však vždy závisí na použitém filamentu.
Jak omezit warping pomocí návrhu modelu
Riziko warpingu lze snížit například zaoblením ostrých rohů, rozdělením velkých dílů nebo úpravou základny modelu. Pomoci může také vhodná orientace modelu na tiskové podložce.
Shrnutí
Warping při 3D tisku obvykle souvisí s tepelným smršťováním, teplotními rozdíly a nedostatečnou přilnavostí první vrstvy. Nejprve stabilizujte tiskové prostředí a první vrstvu, poté dolaďte teplotu a chlazení. Tím můžete výrazně snížit riziko deformace a odlepování výtisku od podložky.