امواج لایه اول در چاپ سه‌ بعدی

لایه‌ های اول صاف و بدون نقص، نقش مهمی در موفقیت چاپ سه‌ بعدی دارند، اما گاهی اوقات ناهماهنگی‌ هایی شبیه موج در این لایه‌ ها ظاهر می‌شوند که به آن‌ها «امواج لایه اول در چاپ سه‌ بعدی» گفته می‌شود. این امواج معمولاً به دلیل تنظیمات نادرست یا مشکلات مکانیکی در چاپگر به وجود می‌آیند و می‌توانند کیفیت کلی چاپ را کاهش داده و حتی باعث شکست پروژه شوند.

در این مقاله، به بررسی دلایل ایجاد امواج در لایه اول، راه‌حل‌ های عملی برای رفع آن‌ها و همچنین استراتژی‌ هایی برای پیشگیری از وقوع این مشکل خواهیم پرداخت.

خدمات پرینت سه بعدی با رزین

چه عواملی باعث ایجاد امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی می‌شوند؟

امواج لایه اول در چاپ سه‌ بعدی معمولاً به عواملی مانند چسبندگی سطح چاپ، ارتفاع نازل، سرعت چاپ و تنظیمات دما مربوط می‌شوند. درک دقیق این دلایل، اولین گام برای دستیابی به چاپ‌ های صاف و باکیفیت‌تر است.

• مشکلات چسبندگی به بستر چاپ: اگر سطح چاپگر به‌ درستی تراز نشده باشد، برخی بخش‌ های جسم چاپ‌ شده بالاتر از سطح قرار می‌گیرند و باعث حرکت ناهماهنگ نازل می‌شوند. همچنین، سطح چاپ کثیف می‌تواند مانع چسبندگی مناسب فیلامنت شود و در نتیجه باعث ایجاد امواج شود.
• ارتفاع نادرست نازل چاپگر سه‌ بعدی: اگر نازل بیش‌ ازحد به بستر چاپ نزدیک باشد، ممکن است مواد به‌ درستی خارج نشوند یا روی بستر گیر کنند، که این موضوع منجر به ایجاد امواج در لایه اول می‌شود. از طرفی، اگر نازل بیش‌ ازحد از بستر فاصله داشته باشد، ممکن است فیلامنت به‌ خوبی نچسبد و باعث ایجاد سطحی موج‌ دار در لایه اول شود.
• سرعت بالای چاپ: سرعت زیاد می‌تواند توزیع مواد را مختل کرده و منجر به لایه‌ گذاری ناهماهنگ شود. در مقابل، سرعت‌ های پایین معمولاً چاپ‌ های صاف‌تری تولید می‌کنند، زیرا خروجی مواد با کنترل بیشتری صورت می‌گیرد و فیلامنت بهتر به سطح می‌چسبد.
• تنظیمات دما: دمای لایه اول نیز می‌تواند در ایجاد امواج مؤثر باشد. دمای بیش‌ ازحد ممکن است باعث ذوب بیش‌ ازحد فیلامنت شود، در حالی که دمای پایین ممکن است به اکستروژن ناکافی فیلامنت منجر شود.
• اکستروژن بیش‌ ازحد در لایه اول: هنگامی که مقدار زیادی فیلامنت خارج می‌شود، ممکن است مواد اضافی روی لایه اول جمع شوند و نازل نتواند به‌درستی آن‌ ها را پخش کند. این وضعیت اغلب منجر به امواج یا سطحی ناصاف می‌شود.
• ارتعاشات و پایداری چاپگر: لرزش‌ های چاپگر می‌توانند تأثیر قابل‌ت وجهی بر کیفیت لایه اول بگذارند. اگر چارچوب یا اجزای چاپگر پایدار نباشند، حرکت هد چاپ باعث نوساناتی می‌شود که به شکل امواج یا سطوح ناصاف ظاهر می‌شوند.

چگونه مشکل امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی را برطرف کنیم؟

ایجاد امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی مشکلی رایج است، اما خوشبختانه راه‌ حل‌ های مؤثری برای رفع آن وجود دارد. اگر با این مشکل مواجه شدید، می‌توانید از شش روش زیر استفاده کنید:

سطح چاپگر را به‌درستی تراز کنید

مهم‌ترین قدم این است که سطح چاپگر کاملاً تراز باشد. اگر با مشکل امواج مواجه شدید، فرآیند چاپ را متوقف کرده و از یک برنامه تراز، ابزار خودکار یا تنظیم دستی برای تراز کردن بستر چاپ استفاده کنید تا نازل بتواند فیلامنت را به‌صورت یکنواخت خارج کند. همچنین، تمیز نگه‌ داشتن سطح چاپ برای جلوگیری از ایجاد امواج ناشی از ذرات خارجی بسیار مهم است.

تنظیم ارتفاع مناسب نازل

ارتفاع نازل معمولاً به نوع چاپگر، فیلامنت مورد استفاده و نیا زهای چاپ بستگی دارد. به‌طور کلی، می‌توان این ارتفاع را بین ۲۵٪ تا ۸۰٪ قطر نازل تنظیم کرد.

برای نمونه، اگر از نازل با قطر ۰٫۴ میلی‌متر استفاده می‌کنید، ارتفاع مناسب در بازه ۰٫۱ تا ۰٫۳۲ میلی‌متر قرار می‌گیرد.

برای تست دستی پیش از شروع چاپ، می‌توانید یک کاغذ A4 را بین نازل و سطح چاپ قرار دهید. اگر کاغذ به‌ آسانی حرکت کرد و کمی مقاومت احساس شد، ارتفاع نازل مناسب است.

کاهش سرعت چاپ

همان‌طور که پیش‌تر گفته شد، کاهش سرعت چاپ یکی از عوامل کلیدی در موفقیت چاپ سه‌ بعدی است. این کار زمان بیشتری برای خنک شدن و پخش یکنواخت فیلامنت فراهم می‌کند.
بیشتر نرم‌ افزارهای اسلایسر به‌صورت خودکار سرعت لایه اول را محاسبه می‌کنند، اما برای جلوگیری از ایجاد حباب یا امواج در لایه اول، توصیه می‌شود سرعت لایه اول را در محدوده ۳۰٪ تا ۵۰٪ سرعت کلی تنظیم کنید.
سرعت مناسب برای لایه اول معمولاً بین ۲۰ تا ۳۰ میلی‌متر بر ثانیه است.

خاموش کردن فن خنک‌ کننده مدل

فن خنک‌ کننده تأثیر مستقیمی بر دمای لایه اول دارد. در مراحل ابتدایی چاپ، فیلامنت باید به‌تدریج خنک شود تا بهتر به سطح بچسبد. بنابراین پیشنهاد می‌شود فن خنک‌ کننده مدل را در ابتدای چاپ خاموش کنید تا از خنک شدن زود هنگام و کاهش چسبندگی جلوگیری شود. این کار می‌تواند تا حدی مشکل امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی را برطرف کند.

کالیبره کردن تنظیمات اکستروژن

برای رفع مشکل بیش‌ اکستروژن در لایه اول، باید تنظیمات اکستروژن را با دقت کالیبره کنید.
در نرم‌افزار اسلایسر، مقدار Flow Rate یا Extrusion Multiplier را کمی کاهش دهید تا مقدار فیلامنت خارج‌شده متعادل شود و از انباشته شدن بیش از حد جلوگیری شود.

همچنین، مطمئن شوید قطر فیلامنت را به‌درستی اندازه‌گیری کرده و دقیقاً همان مقدار را در تنظیمات اسلایسر وارد کرده‌اید. برای اطمینان، قبل از چاپ نهایی، یک تست مثل یک مربع تک‌لایه‌ای پرینت کنید تا از صاف بودن و عدم وجود موج در لایه اول مطمئن شوید.

کاهش لرزش‌ ها و دینامیک‌ های پرینتر

برای کاهش امواج ناشی از لرزش، پرینتر را روی یک سطح محکم و صاف قرار دهید.
اتصالات، تسمه‌ها، پیچ‌ها و قاب دستگاه را بررسی و در صورت نیاز محکم کنید. محور Z را نیز بررسی کنید؛ اگر لرزش یا عدم تراز دارد، از براکت‌ های نگهدارنده یا استابلایزر برای ثبات بیشتر استفاده کنید. همچنین، استفاده از پدهای ضد لرزش زیر پرینتر به جذب حرکات کمک می‌کند و کیفیت لایه اول را افزایش می‌دهد.

چگونه از ایجاد امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی جلوگیری کنیم؟

عیب‌یابی امواج لایه اول اهمیت زیادی دارد، اما پیشگیری همیشه بهتر از درمان است. با بررسی و تنظیم دقیق برخی عوامل قبل از شروع چاپ، می‌توانید احتمال ایجاد امواج را تا حد زیادی کاهش دهید. در ادامه، چند راهکار مهم ارائه شده است:

استفاده از سنسور اتوماتیک تراز بستر چاپ (ABL)

اگر به دنبال روشی سریع و دقیق برای تراز کردن بستر چاپ هستید، استفاده از سنسور تراز اتوماتیک (Automatic Bed Leveling) یکی از بهترین گزینه‌ هاست.

این سنسور، در طول فرآیند تراز کردن، چندین نقطه از سطح بستر را اندازه‌گیری کرده و اختلاف ارتفاع بین نازل و بستر را ثبت می‌کند. در طول چاپ نیز نازل را به‌صورت خودکار با توجه به داده‌ های ثبت‌شده تنظیم می‌کند تا کیفیت چاپ به حداکثر برسد.

امروزه سنسور های متنوعی در دسترس هستند، اما ما استفاده از سنسور مکانیکی را توصیه می‌کنیم، چون سازگاری خوبی با انواع مختلف بستر های چاپ و شرایط محیطی دارد.
همچنین، می‌توانید گزینه‌ های دیگر مانند سنسور خازنی، القایی، و هال افکت فیزیکی را نیز بررسی کنید.

استفاده از تراز دستی شبکه‌ای (Mesh Bed Leveling)

علاوه بر استفاده از سنسور های تراز، تراز دستی شبکه‌ای یکی دیگر از روش‌های موثر است که می‌تواند برای چاپگر هایی که بستر آن‌ها دچار انحنا یا ناهماهنگی هستند، مفید باشد. این روش به‌ ویژه زمانی کاربرد دارد که لبه‌ های بستر صاف است اما مرکز بستر به نازل بسیار نزدیک است.

تراز شبکه‌ای معمولاً با فریمور های تراز مانند Marlin استفاده می‌شود. به‌جای استفاده از سنسور ها، فریمور ارتفاع‌ها را در نقاط مختلف ثبت کرده و یک شبکه تنظیم ارتفاع ایجاد می‌کند. در این فرآیند، شما می‌توانید یک تکه کاغذ را بین سر چاپگر و بستر قرار دهید تا فریمور داده‌ های ارتفاع را از نقاط مختلف بستر جمع‌ آوری کرده و سطح بستر را به‌طور دقیق تراز کند.

نتیجه‌گیری

امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی یک مشکل رایج برای افرادی است که به تازگی وارد دنیای چاپ سه‌ بعدی شده‌اند. با این حال، با ارجاع به تجزیه و تحلیل علل این مشکل که در این مقاله ارائه شده، اقدام به موقع و انتخاب ابزار های تراز مناسب یا چاپگرهای سه‌ بعدی، می‌توانید تا حد زیادی از بروز امواج در لایه اول چاپ سه‌ بعدی جلوگیری کنید. با انجام اقدامات پیشگیرانه برای درک و رفع مشکلات احتمالی، می‌توانید پروژه‌ های چاپ سه‌ بعدی خود را از حالت خوب به استثنایی ارتقا دهید و اطمینان حاصل کنید که چاپ‌ های شما از لایه اول صاف، دقیق و بدون امواج خواهند بود.

خدمات پرینت سه بعدی پروجت

سوالات متداول

بهترین سرعت برای چاپ لایه اول چقدر است؟

معمولاً سرعت چاپ لایه اول باید کند باشد تا چسبندگی خوب و کیفیت چاپ مناسبی داشته باشیم. پیشنهاد می‌شود سرعت چاپ لایه اول را در محدوده ۲۰ تا ۳۰ میلی‌متر در ثانیه آزمایش کنید و بر اساس شرایط خاص خود تنظیمات را تغییر دهید.

اگر لایه اول خیلی ضخیم باشد چه اتفاقی می‌افتد؟

لایه اول ضخیم در چاپ سه‌ بعدی می‌تواند مشکلاتی مانند چسبندگی ضعیف به سطح چاپ ایجاد کند که باعث جدا شدن چاپ یا بروز فاصله‌ها می‌شود. همچنین ممکن است جزئیات از دست بروند و لایه اول چاپ سه‌ بعدی ناصاف باشد که به کیفیت کلی چاپ آسیب می‌زند. علاوه بر این، لایه اول ضخیم باعث هدر رفتن مواد بیشتر می‌شود. بنابراین، توصیه می‌شود ارتفاع لایه اول را حدود ۷۵٪ قطر نازل تنظیم کنید.

دما برای لایه اول چاپ سه‌ بعدی باید چقدر باشد؟

معمولاً دمای لایه اول کمی بالاتر از لایه‌ های بعدی تنظیم می‌شود تا چسبندگی خوبی به سطح چاپ ایجاد شود. در اینجا برخی از محدوده‌ های دمایی رایج برای مواد مختلف در چاپ سه‌بعدی آورده شده است:

• PLA (اسید پلی لاکتیک): 190°C ~ 220°C
• ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایرن): 220°C ~ 250°C
• PETG (پلی اتیلن ترفتالات گلیکول): 230°C ~ 250°C
• TPU (ترموپلاستیک پلی یورتان): 220°C ~ 250°C

لطفاً توجه داشته باشید که این دماها محدوده‌های عمومی هستند و دمای خاص ممکن است بسته به چاپگر، برند ماده و سایر عوامل متفاوت باشد.