W jakiej temperaturze drukować w 3D? – poradnik dla technologii FDM

Jednym z najważniejszych parametrów w drukowaniu 3D metodą FDM jest temperatura druku. To ona decyduje o tym, czy filament będzie prawidłowo topił się w dyszy, łączył między warstwami i trzymał stołu – a to definiuje wiele parametrów gotowego elementu. W tym wpisie proponujemy parę rozwiązań, jak dobrać temperaturę drukowania 3D do materiału oraz jak zaradzić możliwym problemom podczas druku.

Co określa temperatura druku?

Pod pojęciem temperatura druku kryją się dwa pojęcia:

• Temperatura dyszy (nozzle temperature): odpowiada za podgrzanie filamentu do właściwej temperatury, to znaczy takiej, w jakiej filament prawidłowo przesuwa się przez dyszę nie zatykając jej, topi się, ale nie leje, i ma właściwą temperaturę żeby złączyć się z poprzednią warstwą.
• Temperatura stołu grzewczego (bed temperature): właściwie dobrana sprawia, że element zostaje stabilnie przytwierdzony do stołu grzewczego przez cały proces druku. Umożliwia dobudowywanie kolejnych warstw bez ryzyka zruszenia elementu.

Wartości obu tych parametrów dobiera się odpowiednio do rodzaju drukowanego materiału.

Zalecane temperatury dla popularnych filamentów

💡 Wskazówka: producenci filamentów zawsze podają zalecane temperatury na opakowaniu. Warto wyjść od tej temperatury i ewentualnie modyfikować ją w razie potrzeby. 

Jak temperatura wpływa na wydruk?

1. Adhezja między warstwami

• Zbyt niska temperatura: filament musi zmienić swoją konsystencję ze stałej na półpłynną (ciągliwą), inaczej bowiem nie stapia się dobrze ze sobą. Wydruk z taką wadą łatwo się rozwarstwia i jest podatny na pękanie. Powierzchnie takiego elementu są matowe, szorstkie, czasem powstają nawet przerwy pomiędzy poszczególnymi warstwami.
• Zbyt wysoka temperatura: filament przegrzewa się, przez co wytapia się bokiem i przelewa warstwy, dając efekt nierównej faktury i często zbyt dużej ilości materiału w narożnikach elementu. Powierzchnia wydruku może być nienaturalnie błyszcząca. Może pojawiać się nitkowanie (stringing) pomiędzy pionowymi ścianami – gdy dysza przesuwa się od jednej części elementu do drugiej, zbyt ciągliwy filament nie ulega odcięciu i podąża za głowicą, w skutek czego powstaje niteczka. Trzeba je później usuwać z gotowego elementu, co zabiera czas, a sama powierzchnia traci swoją naturalną gładkość. 

2. Wytrzymałość

Prawidłowa temperatura to klucz do mocnego wydruku. Dlatego właśnie producenci muszą podać optymalną temperaturę druku dla danego materiału. Za mało rozgrzany filament nie stapia się właściwie, przez co poszczególne warstwy słabiej się ze sobą wiążą, znacznie osłabiając wytrzymałość mechaniczną elementu. Zbyt rozgrzany filament również oznacza osłabienie finalnego produktu, który będzie się cechował kruchością w wyniku degradacji tworzywa i nieprawidłowego nakładania się warstw.

fot.: Przykład przerywania między warstwami w drukowanym elemencie.

Otwarta czy zamknięta komora drukarki?

Nie tylko temperatura dyszy i stołu ma znaczenie! Również temperatura w komorze drukarki (oraz wahania tejże temperatury) mają wpływ na wydruk. 

• PLA: najlepiej drukować przy otwartych drzwiczkach drukarki – dzięki temu unika się przegrzewania wydruku i odrywania rogów elementu od stołu – „wyginania w kształt banana”. PLA szybko stygnie i stare warstwy, w porównaniu do świeżo kładzionych, gorących, potrafią silnie się kurczyć.
• PETG: sugerujemy drukować przy otwartej komorze.
• ABS i Nylon: oba zdecydowanie wymagają zamkniętej komory. Zbyt szybkie chłodzenie powoduje tutaj odkształcenia i pękanie.
• TPU: drukowanie przebiegnie sprawniej w otwartej przestrzeni – minimalizujemy ryzyko przegrzania i zbyt silnego stopienia ze stołem grzewczym.

Typowe problemy związane z temperaturą

• Niedotapianie filamentu: za niska temperatura (wydruk kruchy, słabe połączenia warstw).
• Stringing (nitkowanie): za wysoka temperatura lub źle ustawiona retrakcja.
• Elephant foot (rozlanie się pierwszych warstw): za wysoka temperatura stołu.
• Warping (podwijanie się narożników): za niska temperatura stołu lub brak zamkniętej komory.

fot.: Uszkodzenie druku w wyniku odklejenia się jednej z podpór od stołu grzewczego w trakcie drukowania.

Słowniczek pojęć

• Retrakcja: cofanie filamentu w ekstruderze w celu zmniejszenia nitkowania.
• Warping: odkształcenie wydruku polegające na unoszeniu się narożników od stołu, często kojarzony z kształtem banana, bo element wygina się łukowato. Czasem powoduje to jedynie zepsucie parametrów finalnego produktu, ale czasem jest przyczyną oderwania się elementu podczas drukowania.

Jak ustawić temperaturę w praktyce?

1. Zacznij od wartości podanych przez producenta filamentu.
2. Wydrukuj test temperatury – tzw. temperature tower – model wieży dostępny w Internecie, która składa się z powtarzalnych stopni. Dzięki temu po wydrukowaniu jednego stopnia możemy zmienić temperaturę na wyższą lub niższą i w ten sposób na jednym wydruku zobaczyć, jak temperatura wpływa na wygląd elementu. To pozwala ocenić, przy której wartości filament daje najlepsze efekty.

fot.: Przykładowa temperature tower ze strony internetowej Thingiverse. Aut

Podsumowanie

Temperatura druku to fundament udanego wydruku w technologii FDM. Odpowiednio dobrana pozwala uzyskać mocne, estetyczne modele, a błędna może sprawić, że nawet najlepszy projekt trafi do kosza. Warto pamiętać, że każdy materiał ma swoje wymagania, a eksperymenty – w granicach zaleceń producenta – są najlepszym sposobem na znalezienie „złotego środka”.