Wybrany model wgrany na kartę, drukarka 3D zaczyna pracować i… No właśnie. Clog to powszechny problem w druku 3D. Na czym dokładnie polega? Jak go usunąć i nie dopuścić, by pojawił się znowu?

Niestety, prawdopodobnie każdemu drukarzowi choć raz przytrafi się taka sytuacja. Clog utrudnia życie, ale nie jest wyrokiem dla drukarki 3D! Warto dowiedzieć się, czemu powstaje, jak go zdiagnozować i co zrobić, by w przyszłości nie spotkać się z nim jeszcze raz. :)

Czym jest clogging?

Clog (z ang. zapchać, zatkać) to zjawisko polegające na zablokowaniu się nadtopionego filamentu lub wprowadzonych wraz z nim zanieczyszczeń w hotendzie drukarki 3D. Dokładniej rzecz ujmując, chodzi o okolice dyszy, heat breaka lub poziom radiatora. Zachęcamy do przeczytania tekstu o budowie hotendu – tam wyjaśniliśmy podstawy.

Skąd mam wiedzieć, że mam cloga?

Skutkiem cloga, czyli zablokowania się filamentu, jest przerwanie jego ekstruzji lub mniejsze ilości wytłaczanego filamentu, czyli tzw. underextrusion.

W pierwszym przypadku, czyli całkowitym zablokowaniu filamentu, wydruk zostanie przerwany, a głowica zacznie drukować w powietrzu. Nie uda nam się też zapewne załadować ponownie materiału, a usunięcie zablokowanego filamentu może przysporzyć sporo problemów.

W drugim przypadku mamy do czynienia jedynie ze zwiększonym oporem ruchu filamentu w głowicy – zwężeniem światła kanału podawania filamentu na pewnym odcinku. Drukarka nie zdąży ekstrudować tyle materiału, ile ma zaprogramowane.

W obydwu przypadkach możemy zaobserwować ślizganie się radełka ekstrudera na materiale lub jego „wyżeranie”. Dodatkowo można zaobserwować przeskakiwanie kroków na silniku.

Mechanizm powstawania cloga

Pod pojęciem clog, czyli zablokowania ścieżki podawania filamentu, kryje się kilka przyczyn, a głównymi są:

1. wyciek materiału w miejscach nieszczelnych połączeń,
2. mięknięcie filamentu poza strefą zimną ekstrudera,
3. zablokowanie mechaniczne przez zanieczyszczenie/przypalony filament/drobiny znajdujące się w filamencie.

Czasami ciężko rozróżnić po samym miejscu wystąpienia cloga oraz jego wyglądzie, który z wymienionych czynników jest winowajcą. Drukarz musi dokonać obserwacji maszyny (np. zmierzyć temperaturę radiatora, sprawdzić, czy chłodzący go wentylator działa, poszukać oznak wycieku), zastanowić się nad tym, jak przebiegał proces wydruku, a także z jakich materiałów drukował.

W najpopularniejszych drukarkach 3D firmy Creality (CR10, CR10-S, Ender 3, 3 pro itd.) najczęstszą przyczyną jest wyciek filamentu w najmniej szczelnych fragmentach hotendu.

Mechaniczne przyczyny

Tak wygląda oryginalny hotend drukarki Creality. Jak widać, jest to typ hot endu, gdzie rurka ekstrudera jest wsunięta aż do styku z dyszą. Powoduje to problem powstawania nieszczelności – jeżeli dokręcamy dyszę, mając już wsuniętą rurkę PTFE, może okazać się, że nie jest ona dosunięta maksymalnie do dyszy. Ponadto w drukarkach z ekstruderem typu bowden występuje zwiększone ciśnienia wsteczne, które może nieco „cofnąć” naszą rurkę, mimo zablokowania jej w złączce pneumatycznej.

Skutkiem takiej nieciągłości może być wyciek uplastycznionego już filamentu na tym odcinku, zaklejenie światła rurki PTFE oraz dyszy. Droga podawania filamentu zostanie zablokowana (wystąpi clog) albo filament będzie wyciekał bokiem przez cały proces druku, zanieczyszczając wydruk.

Najskuteczniejszym rozwiązaniem problemu jest zwykle szczególna procedura montażu dyszy – dokręcamy ją nie do końca, zostawiając ok. 0,5 obrotu gwintu. Następnie mocno dociskamy rurkę ekstrudera i blokujemy złączkę rurki, a następnie dokręcamy dyszę do końca.

Oczywiście problemy tego typu występują także w innych typach ekstruderów – wszędzie w miejscach, gdzie może powstać taka nieszczelność. Pamiętajmy więc o wyczyszczeniu wszystkich gwintów, komponentów i solidnym skręceniu ekstrudera (najlepiej dokręcając obydwa współpracujące podzespoły w przeciwne strony), koniecznie na gorąco!

Niewystarczające chłodzenie radiatora

Problem niestety nie jest już tak prosty do rozwiązania. Polega on na niewłaściwym zachowaniu się filamentu w strefach rozgrzewania, zimnej i heatbreaka. Poniżej przykładowe ilustracje, jak powinien wyglądać proces rozgrzewania filamentu w hot endzie:

W idealnej sytuacji filament jest w postaci uplastycznionej tylko na obszarze strefy gorącej, a obszar, gdzie filament jest w fazie przejściowej, znajduje się na poziomie przewężenia (gardzieli) heatbreaka. 

W gorszej sytuacji faza przejściowa filamentu jest już nieco wyżej, a uplastyczniony filament znajduje się nieco w obszarze strefy zimnej. Na tym etapie nie powinno jeszcze dochodzić do znaczących problemów, ale mogą się już zacząć się pojawiać.

Kiedy faza przejściowa znajduje się już wewnątrz radiatora, poza rurką ekstrudera, prawdopodobnie spowoduje zablokowanie ekstrudera.

Dlaczego filament topi się w złym miejscu? Rozgrzewanie filamentu powyżej gardzieli heat breaka może być spowodowane:

• zbyt mało efektywnym chłodzeniem radiatora (brak wentylatora lub jego awaria, nadmuch tylko na wyższym odcinku radiatora),
• zbyt małym dystansem między radiatorem a blokiem grzejnym,
• brakiem izolacji bloku grzejnego,
• zbyt wysokimi temperaturami druku dla danego materiału,
• nadmierną, szybką retrakcją - przez to nadtopiony filament będzie za szybko przesuwał się w złe miejsce w hotendzie.

Problemy z filamentem

Kolejnym z winowajców może być sam materiał, którym drukujemy. Są materiały, które ze swojej natury mogą powodować zapychanie układu przez wzgląd na zawartość w ich składzie wtrąceń i drobinek – takim przykładem może być filament typu marble, ampere albo wood. Ten ostatni dodatkowo ma dość niskie wymagane temperatury druku – tutaj łatwo może dojść do przegrzania i sytuacji opisanej w pkt. 2.

Warto też zadbać o dobre przechowywanie filamentu – jeżeli będziemy ładować do drukarki zakurzony, brudny filament, pyły mogą osadzać się wewnątrz rurki ekstrudera czy przy wylocie dyszy, powodując sukcesywne zwężanie ich światła i konsekwentnie – zablokowanie ruchu filamentu.

Kolejną ważną kwestią wpływu filamentu na powstawanie cloga jest jego ogólna jakość – zalecamy kupowanie materiałów dobrych sprawdzonych marek – nic nie jest droższe od Waszego czasu spędzonego na rozkręcaniu ekstrudera, przeczyszczaniu całego układu i ponownym skręcaniu. Tanie filamenty od niesprawdzonych producentów mogą zawierać zanieczyszczenia lub źle dobrane składniki barwnika (szczególnie biały pigment jest problematyczny), które będą się osadzać na drodze podawania filamentu, zanieczyszczając cały układ hotendu.

Clog to bardzo niewdzięczne zjawisko, często ciężko zlokalizować przyczynę, często jest to złożenie kilku czynników – mamy jednak nadzieję, że po wylistowaniu najczęstszych winowajców nieudanych całonocnych wydruków uda się wam uniknąć kolejnych rozczarowań! 

Oczywiście zapraszamy na naszą stronę na Facebooku oraz Instagram, gdzie zamieszczamy zdjęcia naszych wydruków – także ze specjalnych materiałów!

Zachęcamy także do odwiedzenia naszej grupy na Facebooku – tam znajdziecie rozwiązania różnych problemów związanych z drukiem 3D! 

Icons made by Freepik from www.flaticon.com