3D Drucker Zieht Faeden: Wie man es behebt Sind Ihre Drucke von Kunststoff-Spinnweben ueberzogen?

Wie viele FDM-Anwender sind Sie wahrscheinlich Opfer von 3D-Drucker-Stringing geworden. Glücklicherweise kann Stringing durch Druckerwartung und Anpassung der Slicer-Einstellungen verhindert werden.

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Last updated on 10 Oct, 2023. 8 minutes read

3D printer stringing is a common problem in FDM printing

3D printer stringing is a common problem in FDM printing

Beim FDM-3D-Druck extrudiert der Drucker Filament und lagert geschmolzenes Material in einer Abfolge von Formen ab. Der Druckkopf befindet sich stets entweder im Zustand der Materialablagerung – um einen Abschnitt des Drucks zu erstellen – oder hält das Material zurück, um sich von einem Bereich zum anderen zu bewegen.

In der Praxis ist der Druckkopf jedoch nicht immer in der Lage, das Material zurückzuhalten. Da die Düse eines Druckers eine offene Öffnung hat – sie "schließt" sich zwischen den Extrusionen nicht – ist sie anfällig für ein Problem, das als Aussickern bekannt ist. Dabei treten kleine Mengen Material versehentlich aus der Düse aus und gelangen auf den Baubereich, was die Druckqualität negativ beeinflusst.

Das Aussickern kann dann zu einem verwandten Problem führen, das als 3D-Drucker-Stringing bekannt ist. 3D-Drucker-Stringing tritt auf, wenn ein aussickernder Druckkopf viele Bewegungen ausführen muss und von einem Bereich des Baus zum anderen springt. Wenn sich der aussickernde Druckkopf viel bewegt, formt sich das ausgesickerte Material zu vielen feinen Strängen und erzeugt etwas, das wie Spinnweben oder Härchen auf der Oberfläche der gedruckten Teile aussieht. Hochtemperaturmaterialien wie PETG sind besonders anfällig für 3D-Drucker-Stringing, aber auch verschiedene Filamente wie PLA und ABS können davon betroffen sein.

Dieser Artikel befasst sich mit den effektivsten Methoden, um 3D-Drucker-Stringing zu verhindern. Er behandelt einfache vorbeugende Wartungsschritte sowie die besten Slicer-Einstellungen.

Das Trockenhalten des Filaments kann Stringing verhindern

Materialüberlegungen zur Vermeidung von Stringing

Filamentauswahl

Verschiedene 3D-Druckmaterialien haben unterschiedliche Eigenschaften, die ihre Neigung zum 3D-Drucker-Stringing beeinflussen können. Auch die Qualität des Filaments kann sich auf das Stringing auswirken, wobei minderwertige Filamente aufgrund ungleichmäßiger Durchmesser, Verunreinigungen oder schlechter Hafteigenschaften möglicherweise zu dem Problem beitragen.

Bei der Auswahl eines Filaments sollten Sie dessen Eigenschaften und deren mögliche Auswirkungen auf das Stringing berücksichtigen. Materialien wie PETG und TPU neigen beispielsweise aufgrund ihrer höheren Viskosität und Flexibilität im Vergleich zu PLA oder ABS eher zu Stringing.

Filamenttrocknung

Eine Möglichkeit, 3D-Drucker-Stringing zu verhindern, besteht darin, sicherzustellen, dass das Druckmaterial in gutem Zustand ist. Filament, das zu viel Feuchtigkeit aufgenommen hat, kann zahlreiche Probleme verursachen, darunter Unterextrusion, Klumpenbildung, Düsenverstopfungen, schwache Teile und Stringing.

Feuchtes Filament kann Stringing verursachen, weil die vom Material aufgenommene zusätzliche Feuchtigkeit in der Druckerdüse verdampft und einen Druckaufbau verursacht, der das geschmolzene Plastik an unerwünschten Stellen herauspresst.

Um dieses Problem zu vermeiden, sollte das Filament in einem verschlossenen Behälter mit einem Trockenmittel aufbewahrt werden. Es kann auch mit einem speziellen Filamenttrockner, einem Dörrautomaten oder einem Backofen getrocknet werden.

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Slicer-Einstellungen zur Reduzierung von Stringing

Retraktionseinstellungen

Druckerwartung ist eine Möglichkeit, 3D-Drucker-Stringing zu beheben, aber ein weiteres häufiges Problem, das zu Stringing führt, sind falsche Slicer-Einstellungen. Diese Einstellungen können in Slicing-Software wie Cura oder Simplify3D leicht angepasst werden.

Die Anpassung der Retraktionseinstellungen ist eine Möglichkeit, Stringing während des FDM-Druckprozesses zu beheben. Retraktion bedeutet, dass die Düse eine kleine Menge Filament zurückzieht, bevor sie sich bewegt (zu einem anderen Teil des Baubereichs wechselt, ohne aktiv Material abzulagern). Durch das tiefere Zurückziehen des Filaments in die Düse ist es weniger wahrscheinlich, dass das geschmolzene Plastik austritt. Ein häufiger Testdruck, bekannt als Stringing-Turm, ist eine Möglichkeit, die Wirkung der Retraktionseinstellungen zu testen.

Um Stringing zu verhindern, versuchen Sie, folgende Retraktionseinstellungen anzupassen:

  • Retraktionsdistanz: Erhöhen Sie in Schritten von 1 mm die Menge des in die Düse zurückgezogenen Filaments.
  • Retraktionsgeschwindigkeit: Erhöhen Sie in Schritten von 5 mm/s die Geschwindigkeit, mit der die Düse das Filament zurückzieht.
  • Minimale Bewegungsdistanz: Verringern Sie in Schritten von 1 mm die minimale Bewegungsdistanz, die für die Aktivierung der Retraktion erforderlich ist.
  • Vertikale Anhebung: Diese Retraktionseinstellung, in Cura Slicer als "Z-Hop" bezeichnet, weist den Druckkopf an, sich während der Bewegung vertikal zu bewegen, um ein Schleifen entlang der Oberfläche des Teils zu vermeiden. Das Deaktivieren dieser Einstellung kann Stringing reduzieren.

Einige Stringing-Probleme können durch Retraktion gelöst werden

Drucktemperatur

Dünnflüssiges Filament neigt eher dazu, aus der 3D-Druckerdüse auszutreten als zähflüssiges Filament. Daher ist die Verwendung einer niedrigeren Temperatur im Hotend (und das etwas geringere Schmelzen des Filaments) eine Möglichkeit, 3D-Drucker-Stringing zu bekämpfen.

Natürlich kann eine zu niedrige Temperatur zu eigenen Problemen führen, insbesondere zu Unterextrusion. Es ist daher wichtig, ein Gleichgewicht zwischen gutem Materialfluss und Vermeidung von Stringing zu finden. Versuchen Sie, die Drucktemperatur in Schritten von 5 °C zu reduzieren, um die richtige Temperatur zu finden.

Temperaturturm

Die Verwendung eines Temperaturturms – ein 3D-druckbares Modell, das entlang der Z-Achse mit steigenden oder sinkenden Temperaturen gedruckt wird, um die ideale Drucktemperatur anzuzeigen – ist eine praktische Methode zur Reduzierung von 3D-Druck-Stringing.

Während Sie Ihren eigenen Turm entwerfen können, gibt es viele herunterladbare Modelle, die mit G-Code geliefert werden, der den Drucker anweist, die Drucktemperatur während des Drucks schrittweise anzupassen.

Nach Abschluss des Drucks untersuchen Sie den Temperaturturm sorgfältig. Jeder Abschnitt repräsentiert das Verhalten des Filaments bei unterschiedlichen Temperaturen und zeigt verschiedene Grade von Stringing und Druckqualität. Identifizieren Sie bei Ihrer Untersuchung den Bereich des Temperaturturms, in dem Stringing minimal und die Druckqualität optimal ist. Passen Sie die Düsentemperatur Ihres 3D-Druckers an diesen Wert an.

Druckgeschwindigkeit

Die Anpassung der Druckgeschwindigkeitseinstellungen ist eine weitere Möglichkeit, 3D-Drucker-Stringing zu verhindern. Die beiden wichtigsten Parameter sind hier die Druckgeschwindigkeit, die die Geschwindigkeit bestimmt, mit der sich der Druckkopf während der Materialablagerung bewegt, und die Verfahrgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit, mit der sich der Druckkopf über leeren Raum bewegt, während er kein Material ablagert.

Die Druckgeschwindigkeit hat keinen großen Einfluss auf das Stringing. Sie ist jedoch ein Parameter, der eng mit der Drucktemperatur verbunden ist: Höhere Druckgeschwindigkeiten erfordern höhere Temperaturen, um das Material schnell genug zu schmelzen. Da Sie möglicherweise bereits Ihre Drucktemperatur zur Vermeidung von Stringing reduziert haben, kann Ihre maximale Druckgeschwindigkeit reduziert sein.

Eine relevantere Geschwindigkeitseinstellung ist die Verfahrgeschwindigkeit. Langsame Verfahrgeschwindigkeiten können Stringing verursachen, da ein sich langsam bewegender Druckkopf mehr Zeit hat, eine tropfende Düse über die darunter liegenden Teile zu bewegen. Durch Erhöhung der Verfahrgeschwindigkeit hat die Düse weniger Zeit, sich durch den offenen Raum zu bewegen, und weniger Gelegenheiten, überschüssiges Material auf die gedruckten Teile zu tropfen.

Wischdistanz

Um Stringing bei 3D-Drucken zu minimieren, ist die Anpassung der Wischdistanz eine weitere Option. In Cura können Sie dies über den Parameter "Outer Wall Wipe Distance" ändern.

Die Wischdistanz-Einstellung, die typischerweise zur Verbergung von Nähten verwendet wird, hilft auch bei der Reduzierung von Stringing. Die Wischdistanz gibt an, wie weit sich die Düse am Ende einer Schicht ohne Materialextrusion bewegt. Durch Einstellung auf 0,4 mm oder höher wird überschüssiges Material von der Wand abgewischt, was Aussickern und Stringing verhindert.

Combing

Der Combing-Modus kann helfen, Stringing bei 3D-Drucken zu reduzieren. Diese Einstellung, die in einigen Slicern verfügbar ist, ändert den Pfad des Druckkopfs während Nicht-Druck-Bewegungen, um die Notwendigkeit von Retraktionen zu minimieren. Anstatt das Filament zurückzuziehen und sich direkt zwischen zwei Punkten zu bewegen, folgt der Druckkopf den Konturen des gedruckten Objekts und vermeidet es, leere Räume zu überqueren, wo es möglich ist.

Indem der Druckkopf innerhalb der Grenzen des gedruckten Objekts gehalten wird, reduziert der Combing-Modus die Wahrscheinlichkeit von Aussickern und Stringing während Nicht-Druck-Bewegungen. Um den Combing-Modus zu aktivieren und zu konfigurieren, konsultieren Sie die Dokumentation oder das Einstellungsmenü Ihrer Slicer-Software. Einige Slicer bieten verschiedene Combing-Modi wie "All", "No Skin" oder "Within Infill", die je nach den spezifischen Anforderungen Ihres Drucks unterschiedliche Combing-Stufen bieten.

Andere Möglichkeiten zur Reduzierung von Stringing

Düsenwartung

Eine weitere häufige Ursache für 3D-Drucker-Stringing ist eine verstopfte Düse. Material, das durch die FDM-Druckerdüse fließt, kann gelegentlich stecken bleiben oder Rückstände hinterlassen, und diese Rückstände müssen regelmäßig entfernt werden, um einen reibungslosen Betrieb des Hotends zu gewährleisten.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Düse zu reinigen. Geeignete Werkzeuge sind eine Messingdrahtbürste, eine Nadel, eine Heißluftpistole oder ein spezielles Reinigungsfilament. ABS-Rückstände können auch durch Eintauchen der Düse in Aceton entfernt werden.

Nachbearbeitung

Nachbearbeitungstechniken wie Schleifen, Polieren und chemisches Glätten können verwendet werden, um Kunststoffrückstände zu entfernen, die durch Stringing entstanden sind.

Manuelle Entfernung von Stringing

Die auf der Oberfläche eines Drucks haftenden Kunststoffrückstände können oft manuell mit einem Messer oder einer Zange entfernt werden. Kleine Materialreste, die auf diese Weise nicht entfernt werden können, lassen sich später mit einer präziseren Methode beseitigen.

Schleifen

Die Verwendung von Schleifpapier ist eine weitere Möglichkeit, Stringing-Rückstände zu entfernen, insbesondere kleine Vorsprünge, die sich nicht leicht mit einem Messer oder einer Zange entfernen lassen. Tragen Sie nach dem Schleifen Politur auf, um eine glatte Oberfläche zu erzielen.

Föhn

Die Verwendung einer Heißluftpistole oder eines einfachen Föhns ist eine schnelle und einfache Methode, um dünne Kunststoffnetzwerke zu entfernen. Oft führt die Hitze dazu, dass sich die Fäden zusammenballen und leicht entfernt werden können.

Fazit

Wie viele häufige 3D-Druckerprobleme kann Stringing durch eine Kombination aus ordnungsgemäßer 3D-Druckerwartung und Feinabstimmung der Slicer-Einstellungen verhindert werden.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, die Hauptursache für das Stringing Ihres 3D-Druckers zu identifizieren, ist es wahrscheinlich sinnvoll, die physische Wartung durchzuführen - korrektes Lagern des Filaments und regelmäßiges Reinigen der Druckerdüse - bevor Sie Slicer-Einstellungen anpassen. Selbst wenn feuchtes Filament oder eine verstopfte Düse nicht die Hauptursache für das Stringing sind, ist die Durchführung dieser grundlegenden vorbeugenden Maßnahmen eine gute Möglichkeit, die Druckqualität bei zukünftigen Drucken aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus sind die Standardeinstellungen eines Slicers für einzelne Druckmaterialien präzise optimiert und erfordern in der Regel keine radikale Änderung, um gute Ergebnisse zu erzielen.

Dennoch gibt die Anpassung der Druckparameter in der Slicing-Software die volle Kontrolle über den Druckprozess und ist in vielen Fällen notwendig, um Stringing zu beheben. Insbesondere Rückzugs- und Temperatureinstellungen sind oft der Schlüssel zu erfolgreichen Drucken ohne Aussickerungs- oder Stringing-Probleme.

Schließlich ist es wichtig zu bedenken, dass Stringing und andere Oberflächendefekte nicht immer kritisch sind und oft durch Nachbearbeitungstechniken wie Schleifen gemildert werden können.

Häufig gestellte Fragen

Was ist 3D-Drucker-Stringing?

3D-Drucker-Stringing ist ein häufiges Problem, das auftritt, wenn dünne Filamentstränge zwischen verschiedenen Teilen eines gedruckten Objekts zurückbleiben und ein unerwünschtes netzartiges Aussehen erzeugen.

Wie kann ich Stringing bei meinen 3D-Drucken verhindern?

Die Verhinderung von Stringing umfasst die Anpassung von Druckeinstellungen wie Rückzug, Temperatur und Druckgeschwindigkeit sowie die Verwendung von hochwertigem Filament, die Wartung Ihres Druckers und die ordnungsgemäße Lagerung des Filaments.

Welche Rolle spielt der Rückzug bei der Verhinderung von Stringing?

Rückzug ist der Prozess, bei dem das Filament während Nicht-Druckbewegungen leicht zurückgezogen wird, um ein Aussickern zu verhindern, das zu Stringing führen kann. Die Anpassung der Rückzugseinstellungen kann dazu beitragen, Stringing zu reduzieren oder zu eliminieren.

Wie beeinflusst die Drucktemperatur das Stringing?

Hohe Drucktemperaturen können dazu führen, dass das Filament flüssiger wird, was die Wahrscheinlichkeit von Aussickern und Stringing erhöht. Die Optimierung der Drucktemperatur für Ihr spezifisches Filamentmaterial kann dazu beitragen, Stringing zu reduzieren.

Referenzen

[1] Kwon S, Lee S, Kim Y, Oh Y, Lee S, Kim J, Kwon J. A Filament supply system capable of remote monitoring and automatic humidity control for 3D printer. Journal of Sensors. 2020 Jun 24;2020.

[2] How to fix stringing [Internet]. Ultimaker Support. [cited 2022 Apr 25].

[3] Paraskevoudis K, Karayannis P, Koumoulos EP. Real-time 3D printing remote defect detection (stringing) with computer vision and artificial intelligence. Processes. 2020 Nov;8(11):1464.